CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.4. Chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt (Surfactant hay surface active agent) là một chất hữu cơ có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của chất lỏng hịa tan nó. Chất hoạt động bề mặt là chất mà phân tử phân cực: một đầu ưa nước (tan trong nước) và một đầu kị nước (khơng tan trong nước). Các nhóm chức đóng vai trị phân cực hoặc lưỡng cực, trong khi mạch cacbon khơng phân cực.
Hình 1.5. Hình họa mơ tả phân tử CHĐBM trên bề mặt phân cách nước – khơng khí
Phân loại CHĐBM:
- CHĐBM không mang điện (nonionic): khi hòa tan vào trong nước khơng phân ly ra ion, có khả năng hoạt động bề mặt không cao.
- CHĐBM anion: khi hòa tan vào nước phân ly ra ion âm hoạt động bề mặt, có khả năng hoạt động bề mặt mạnh nhất so với các loại khác.
- CHĐBM bề mặt cation: khi hòa tan vào nước phân ly ra ion dương hoạt động bề mặt dương, có khả năng hoạt động bề mặt khơng cao.
- CHĐBM lưỡng tính: tùy theo mơi trường là axit thay bazơ mà có hoạt tính cation với axit hay anion với bazơ, khả năng hoạt động bề mặt phụ thuộc nhiều vào các nhóm axit và bazơ.
Chất CHĐBM có nhiều ứng dụng trong thực tiễn, như một chất tẩy rửa, chất nhũ hóa, chất tạo bọt, chất phân tán,...Trong xử lý môi trường, chất hoạt động bề mặt được sử dụng rộng rãi để biến tính bề mặt chất hấp phụ để tăng cường hiệu suất xử lý (loại bỏ) các chất ô nhiễm hữu cơ trong dung dịch nước. Khi chất hoạt động bề mặt đi vào chất lỏng, các phân tử của chất hoạt động bề mặt có xu hướng hình thành các đám (gọi là mixen), nồng độ mà tại đó các phân tử bắt đầu hình thành các mixen được gọi là nồng độ mixen tới hạn (CMC) [25].
Hình 1.6. Hình ảnh mơ tả Phân tử CMBM và Mixen của CHĐBM
Trong số nhiều loại chất hoạt động bề mặt, natri dodecyl sulfate (SDS) là một trong những chất hoạt động bề mặt mang điện âm có cơng thức hóa học là CH3(CH2)SO4Na.
Hình 1.7 chỉ ra cơng thức cấu tạo của chất hoạt động bề mặt mang điện âm SDS.
Hình 1.7. Cơng thức cấu tạo của SDS
CHĐBM SDS khi tan trong nước sẽ phân ly thành các ion hoạt động bề mặt âm, có khả năng hoạt động mạnh nhất so với các loại khác. Hơn nữa, SDS là một CHĐBM thân thiện với môi trường và không gây ung thư cho người ngay cả khi nuốt phải [23]. Do đó, trong luận văn này, SDS được lựa chọn để biến tính bề mặt vật liệu nano Al2O3 ứng dụng trong hấp phụ xử lý thuốc nhuộm mang điện dương RhB.