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松原 聡*; 船津 照子*; 谷田 肇; 荒殿 誠*; 今井 洋輔*; 松原 弘樹*
Langmuir, 39(22), p.7759 - 7765, 2023/06
When liquid alkane droplets are placed on a surfactant solution surface having a proper surface density, alkane molecules penetrated into the surfactant-adsorbed film to form a mixed monolayer. Such a mixed monolayer undergoes a thermal phase transition from two-dimensional liquid to solid monolayers upon cooling when surfactant tail and alkane have similar chain lengths. We applied the total-reflection XAFS spectroscopy and surface quasi-elastic light scattering to the mixed adsorbed film of cetyltrimethylammonium bromide and hexadecane to elucidate the impact on the surface phase transition on the counterion distribution of the mixed monolayer. The EXAFS analysis verified that a higher percentage of counter Br ions were localized in the Stern layer than in the diffuse double layer in the surface solid film compared to the surface liquid film, which resulted in a reduction in the surface elasticity measured by the SQELS. The finding that the surface phase transition accompanies the change in the counterion distribution will be important to consider the future applications of the colloidal systems, in which the coexistence of a surfactant and alkane molecules is essential, such as foams and emulsions.
今井 洋輔*; 常磐 祐平*; 上野 周作*; 谷田 肇; 渡辺 巖*; 松原 弘樹*; 瀧上 隆智*; 荒殿 誠*
Bulletin of the Chemical Society of Japan, 91(10), p.1487 - 1494, 2018/10
被引用回数:2 パーセンタイル:6.97(Chemistry, Multidisciplinary)吸着界面活性剤フィルムの極性基への二成分混合対イオンの競合結合を、全反射X線吸収微細構造(XAFS)分光法によって溶液表面で調べた。臭化物対イオンについて得られたEXAFSスペクトルは、完全に水和した臭化物イオン(バルクフリーBr)および界面活性剤イオンの極性基に結合し、部分的に脱水した臭化物イオン(束縛Br)のスペクトルの線形結合であった。対イオン混合系における束縛Brの割合から、トリメチルアンモニウム(TA
)および3-メチルイミダゾリウム(MIM
)極性基について、対イオン結合の2つの相対強度を提案した。(a)TA-SO
TA-Cl
TA-Br
TA-BF
と(b) MIM-Br
TA-Br
TA-BF
MIM-BF
である。TA極性基の場合、極性基の水和結合と対イオンの組み合わせは、コリンズの法則に従ってシリーズ(a)が得られ、これはイオンの水和エンタルピーの絶対値の組み合わせたときに、接触イオン対形成の傾向が大きくなることを示す。MIM極性基については、MIM極性基と対イオンとの間の水素結合の数が重要であり、これは、MIM極性基に対する対イオンと水の相互作用の競合のためにシリーズ(b)が得られる。