ДИАМЕТР КАПЕЛЬ ОБРАТНЫХ МИКРОЭМУЛЬСИЙ ДИ-(2-ЭТИЛГЕКСИЛ)ФОСФАТА НАТРИЯ И ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА
Аннотация
Работа посвящена исследованию зависимостей диаметра капель обратных микроэмульсий в системах ди-(2-этилгексил)фосфат натрия – декан – вода и додецилсульфат натрия – бутанол-1 – декан – вода от содержания воды в системе. Методом динамического светорассеяния определен гидродинамический диаметр капель микроэмульсий: для системы ди-(2-этилгексил)фосфат натрия – декан – вода он растет от 5,9 до 9,7 нм при увеличении мольного соотношения воды и ди-(2-этилгексил)фосфата натрия от 5,0 до 20,0; для системы додецилсульфат натрия – бутанол-1 – декан – вода диаметр возрастает от 2,4 до 8,6 нм с увеличением мольного соотношения воды и додецилсульфата натрия от 7,5 до 30,0. Зависимость диаметра (d) от мольного соотношения воды и поверхностно-активного вещества (W) является линейной. Проанализирована возможность расчета диаметра капель микроэмульсии на основе экспериментальных данных по величине площади на межфазной границе «вода-масло», приходящейся на одну молекулу ПАВ, и литературных данных по величинам молярных объемов. Показано, что для описания зависимости диаметра капель микроэмульсии от содержания воды в системе ДСН – бутанол-1 – декан – вода пригодны уравнения вида d = kW + b, где k и b рассчитываются на основе величины площади, приходящейся на одну молекулу ПАВ на межфазной границе, которое можно получить из экспериментальных данных по межфазному натяжению. Значения диаметра капель микроэмульсии, рассчитанные с помощью предложенного уравнения, отличаются не более чем на 1 нм от значений, полученных методом динамического светорассеяния. Для микроэмульсии в системе Д2ЭГФNa – декан – вода величины диаметра капель, рассчитанные по рассмотренному уравнению, занижены на 1,0 – 2,5 нм относительно экспериментальных значений, в то время как наклон линий, полученных по экспериментальным данным и при расчете, практически совпадает.
Литература
de Ortiz S. P., Stuckey D. Recent advances in solvent extraction processes. In: Solvent Extraction Principles and Practice, Revised and Expanded. CRC Press. 2004. P. 645-670. DOI: 10.1201/9780203021460.ch15.
Murashova N.M., Polyakova A.S., Yurtov E.V. Analysis of dynamics of scientific publications for areas related to nanotechnology and extraction. Nanoindustry. 2017. N 3 (73). P. 46-55 (in Russian). DOI: 10.22184/1993-8578.2017.73.3.46.54.
Murashova N.M., Kuptsova M.Yu. Micelles, microemulsions and liquid crystals as prospective functional nanomaterials for chemical technology. Khim. Prom. Segodnya. 2019. N 6. P. 64-69 (in Russian).
Yang X., Jie F., Wang B., Bai Z. High-efficient synergistic extraction of Co(II) and Mn(II) from wastewater via novel microemulsion and annular centrifugal extractor. Sep. Purif. Technol. 2019. V. 209. P. 997–1006. DOI: 10.1016/j.seppur.2018.09.057.
Sun M., Liu S., Zhang Y. Insights into the saponification process of di(2-ethylhexyl) phosphoric acid extractant: Thermodynamics and structural aspects. J. Mol. Liq. 2019. V. 280. P. 252-258. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.02.025.
Lou Z., Guo C., Feng X., Zhang S., Xing Z., Shan W., Xiong Y. Selective extraction and separation of Re(VII) from Mo(VI) by TritonX-100/N235/iso-amyl alcohol/n-heptane/NaCl microemulsion system. Hydrometallurgy. 2015. V. 157. P. 199-206. DOI: 10.1016/j.hydromet.2015.08.017.
Gao S., Shen X., Chen Q., Gao H. Solvent extraction of thorium(IV) using W/O microemulsion. Sci. China Chem. 2012. V. 55. N 9. P. 1712-1718. DOI: 10.1007/s11426-012-4686-7.
Murashova N.M., Levchishin S.Yu., Yurtov E.V. Leaching of metals with microemulsions containing bis-(2-ethyhexyl)phosphoric acid or tributylphosphate. Hydrometallurgy. 2018. V. 175. P. 278–284. DOI: 10.1016/j.hydromet.2017.12.012.
Murashova N.M., Polyakova A.S., Yurtov E.V. The influence of di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid on the properties of microemulsion in the sodium di-(2-ethylhexyl)phosphate–di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid–decane–water system. Colloid J. 2018. V. 80. N 5. P. 513-521. DOI: 10.1134/S1061933X18050101.
Polyakova A.S., Murashova N.M., Yurtov E.V. Micro-emulsions in sodium dodecyl sulfate–1-butanol–extractant–kerosene–water systems for extracting nonferrous metals from oxide raw materials. Russ. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. N 2. P. 244-251. DOI: 10.1134/s1070427220020135.
Brichkin S.B., Tovstun S.A., Nevidimov A.V., Nikolenko L.M., Ivanchihina A.V., Razumov V.F., Spirin M.G. Reverse microemulsions – structure, properties, and application. IPKhPh, 2012. Ezhegodnik. 2012. V. 9. P. 37-47 (in Russian).
Appel M., Spehr T.L., Wipf R., Stehn B. Water–AOT–alkylbenzene microemulsions: Influence of alkyl chain length on structure and percolation behavior. J. Colloid Interface Sci. 2012. N 376. P. 140–145. DOI: 10.1016/j.jcis.2012.02.062.
Bardhan S., Kundu K., Saha S.K., Paul B.K. Physico-chemical studies of mixed surfactant microemulsions with isopropyl myristate as oil. J. Colloid Interface Sci. 2013. V. 402. P. 180-189. DOI: 10.1016/j.jcis.2013.04.008.
Hilfiker R., Eicke H.-F., Hammerich H. On Negative Birefringence in Water-in-Oil Microemulsions. Helv. Chim. Acta. 1987. V. 70. P. 1531–1536. DOI: 10.1002/hlca.19870700610.
Nevidimov A.V., Razumov V.F., Brichkin S.B. Molecular dynamic modeling of reverse micelles. Nanosist., Na-nomat., Nanotekhnol. 2011. V. 9. N 2. P. 275-282 (in Russian).
Akbay C., Wilmot N., Agbaria R.A., Warner I.M. Characterization and application of sodium di(2-ethylhexyl) sulfosuccinate and sodium di(2-ethylhexyl) phosphate surfactants as pseudostationary phases in micellar electrokinetic chromatography. J. Chromatogr. A. 2004. V. 1061. P. 105–111. DOI: 10.1016/j.chroma.2004.10.082.
Llanos P., Lang J., Strazlelle C., Zana R. Fluorescence probe study of oil-in-water microemuisions. 1. Effect of pentanol and dodecane or toluene on some propertles of sodlum dodecyl sulfate micelles. J. Phys. Chem. 1982. V. 86. P. 1019 – 1025. DOI: 10.1021/j100395a037.
Lang J., Lalem N., Zana R. Quaternary water in oil microemulsions. 1. Effect of alcohol chain length and con-centration on droplet size and exchange of material be-tween droplets. J. Phys. Chem. 1991. V. 95. P. 9533-9541. DOI: 10.1021/j100176a090.
Valero M., Sanchez F., Gomez-Herrera C., Lopez-Cornejo P. Study of water solubilized in AOT/n-decane/water microemulsions. Chem. Phys. 2008. V. 345. P. 65–72. DOI: 10.1016/j.chemphys.2008.01.048.
Lovera J., Lovera P., Gregorie P. Compared Organization of the Molecules of NaDEHP and AOT: Determina-tion of the Microscopic Organization of the Sodium Bis(2-ethylhexyl)phosphate Molecule in the Solid State in the Reversed Hexagonal Liquid Crystal State. J. Solid State Chem. 1988. V. 77. P. 40–47. DOI: 10.1016/0022-4596(88)90087-4.
