第一章 表面活性剂原料的现状及发展趋势第一节 原料来源第二节 几种重要表面活性剂原料的现状及其发展趋势一、烷基苯二、油脂三、高级脂肪酸四、脂肪醇五、脂肪胺六、烷基酚七、α-烯烃八、重烷基苯九、环氧乙烷第二章 以石油为基础的原料第一节 正构烷烃及卤代烷020101 正十二烷020102 正构烷烃020103 1，2-二氯乙烷020104 1-溴癸烷020105 氯代十二烷020106 溴代十二烷020107 氯代十四烷020108 氯代十六烷020109 溴代十六烷020110 碘代十六烷020111 1-氯十八烷020112 溴代十八烷第二节 直链烯烃020201 1-庚烯020202 1-辛烯020203 1-壬烯020204 1-癸烯020205 1-十二烯020206 1-十四烯020207 1-十六烯020208 1-十八烯020209 α-烯烃020210 C10～C13内烯烃第三节 烷基苯020301 苯020302 烷基苯020303 十二烷基苯020304 甲苯第四节 烷基酚020401 混合甲酚020402 苯酚020403 双酚020404 对叔丁基苯酚020405 邻叔丁基苯酚020406 对叔戊基苯酚020407 2，4-二叔丁基苯酚020408 2，6-二叔丁基苯酚020409 仲辛基酚020410 对叔辛基苯酚020411 对异辛基苯酚020412 对壬基酚020413 间十五烷基酚第五节 烷基萘020501 l-甲基萘020502 二异丙基萘020503 2，6-二叔丁基萘第三章 脂肪酸及其衍生物第一节 低级脂肪酸030101 甲酸030102 乙酸030103 丙酸030104 丁酸030105 己酸030106 庚酸030107 丙烯酸030108 甲基丙烯酸030109 己二酸030110 柠檬酸第二节 高级脂肪酸030201 辛酸030202 异辛酸030203 壬酸030204 癸酸030205 10-十一碳烯酸030206 月桂酸030207 肉豆蔻酸030208 棕榈酸030209 硬脂酸030210 12-羟基硬脂酸030211 油酸030212 亚油酸030213 蓖麻油酸030214 二十二烷酸030215 芥酸030216 松香酸030217 环烷酸030218 合成脂肪酸C10～C16酸030219 合成脂肪酸C10～C20酸030220 合成脂肪酸C14～C20酸第三节 脂肪酸酯030301 丙烯酸甲酯030302 丙烯酸乙酯030303 丙烯酸羟丙酯030304 丙烯酸丁酯030305 甲基丙烯酸甲酯030306 月桂酸甲酯030307 十四酸甲酯030308 棕榈酸甲酯030309 硬脂酸甲酯030310 油酸甲酯030311 油酸丁酯030312 蓖麻油酸甲酯030313 糠油酸丁酯第四节 酰氯030401 戊酰氯030402 月桂酰氯030403 十六酰氯030404 硬脂酰氯第五节 其他030501 一氯乙酸030502 一氯乙酸钠030503 马来酸酐030504 邻苯二甲酸酐030505 抗坏血酸030506 苯甲酸030507 没食子酸030508 乳酸第四章 油脂第一节 植物油040101 蓖麻油040102 橄榄油040103 椰子油040104 花生油040105 杏仁油040106 棕榈油040107 棕榈仁油第二节 动物油040201 牛脂040202 羊脂040203 猪脂040204 马脂040205 鱼油第五章 氨基酸050101 甘氨酸050102 β-丙氨酸050103 谷氨酸050104 L-天冬氨酸050105 赖氨酸050106 肌氨酸钠第六章 脂肪醇第一节 低级脂肪醇060101 甲醇060102 正丁醇060103 异丙醇第二节 高级脂肪醇060201 辛醇060202 仲辛醇060203 异辛醇060204 壬醇060205 异壬醇060206 癸醇060207 十二醇060208 十三醇060209 十四醇060210 十六醇060211 十八醇060212 异十八醇060213 山萮醇060214 油醇060215 椰油醇060216 羊毛醇060217 C12～C14醇060218 C14～C16醇060219 C14～C18醇060220 合成C10～C16醇060221 合成C11～C13醇060222 合成C12～C18醇060223 合成C12～C18醇060224 C12醇系列产品060225 C16醇系列产品060226 C18醇系列产品第三节 多元醇060301 二醇060302 聚乙二醇060303 1，2-丙二醇060304 3-氯-1，2-丙二醇060305 甘油060306 季戊四醇060307 木糖醇060308 山梨糖醇060309 甘露醇060310 D-葡萄糖第七章 脂肪胺、酰胺及咪唑啉化合物第一节 伯胺070101 十二烷基伯胺070102 十四烷基伯胺070103 十六烷基伯胺070104 十八烷基伯胺070105 椰油胺070106 油胺070107 牛油胺070108 氢化牛油胺070109 豆油胺第二节 仲胺070201 双十二烷基胺070202 双十四烷基胺070203 双十八烷基胺070204 双椰油基胺070205 双氢化牛脂基胺第三节 叔胺070301 十二烷基二甲基叔胺070302 十四烷基二甲基叔胺070303 十六烷基二甲基叔胺070304 十八烷基二甲基叔胺070305 十二/十四烷基二甲基叔胺070306 十六/十八烷基二甲基叔胺070307 椰油基二甲基叔胺070308 棕榈基二甲基叔胺070309 牛油基二甲基叔胺070310 双辛(癸)烷基甲基叔胺070311 双十二烷基甲基叔胺070312 双十八烷基甲基叔胺070313 三一十二烷基叔胺070314 三一十八烷基叔胺第四节 酰氨基丙基胺070401 椰油酰氨基丙基二甲基叔胺070402 肉豆蔻酰氨基丙基二甲基叔胺070403 棕榈酰氨基丙基二甲基叔胺070404 硬脂酰氨基乙基二乙基叔胺070405 异硬脂酰氨基丙基二甲基叔胺070406 月桂酰氨基丙基二甲基叔胺070407 硬脂酰氨基丙基二甲基叔胺070408 油酰氨基丙基二甲基叔胺070409 山蓊酰氨基丙基二甲基叔胺第五节 低级胺及多胺070501 一甲胺070502 二甲胺070503 三甲胺070504 乙胺070505 二乙胺070506 三乙胺070507 丙胺070508 异丙胺070509 二异丙胺070510 单乙醇胺070511 二乙醇胺070512 三乙醇胺070513 异丙醇胺070514 二异丙醇胺070515 三异丙醇胺070516 二胺070517 N-羟乙基乙二胺070518 N，N-二乙基乙二胺070519 二亚乙基三胺070520 三亚乙基四胺070521 四亚乙基五胺070522 N，N-二甲基-1，3-丙二胺第六节 酰胺070601 丙烯酰胺070602 己内酰胺070603 硬脂酰胺第七节 2-烷基咪唑啉070701 1-羟乙基-2-椰油基咪唑啉070702 1-羟乙基-2-油基咪唑啉070703 1-羟乙基-2-妥尔油基咪唑啉070704 十二烷基咪唑啉第八章 烷基化试剂080001 氯甲烷080002 溴甲烷080003 氯乙烷080004 溴乙烷080005 硫酸二甲酯080006 碳酸二甲酯080007 氯化苄080008 溴化苄080009 丙烯腈080010 氯丙烯080011 苯乙烯第九章 磺化、硫酸化试剂090001 发烟硫酸090002 硫酸090003 氯磺酸090004 三氧化硫090005 氨基磺酸090006 牛磺酸090007 亚硫酸钠090008 亚硫酸氢钠第十章 磷酸化试剂100001 三氯化磷100002 五氧化二磷100003 五氯化磷100004 磷酸100005 三氯氧磷100006 磷酸钠第十一章 环氧烷烃110001 环氧乙烷110002 环氧丙烷110003 环氧氯丙烷第十二章 其他原料第一节 酸碱类120101 硝酸120102 硼酸120103 盐酸120104 硫酸120105 氢氧化钠120106 氢氧化钾120107 氢氧化钙120108 氧化钙120109 氨水120110 氯气120111 过氧化氢第二节 醛酮类120201 甲醛120202 丙酮120203 丁酮参考文献中文索引英文索引
摘要：综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌，介绍了目前常用的两种生产方法：微生物发酵法和酶法合成生物表面活性剂。总结了其在环境工程中的应用，如在废水处理中浮选去除重金属离子，在污染场地的生物修复中用于促进烷烃、多环芳烃(PAHs)的降解，修复受重金属污染的土壤等，并对今后的研究方向做了探讨。 关键词：生物表面活性剂 生物修复 重金属 多环芳烃 生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，在代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有许多独特的属性，如：结构的多样性、生物可降解性、广泛的生物活性及对环境的温和性等[1]。由于化学合成表面活性剂受原材料、价格和产品性能等因素的影响，且在生产和使用过程中常会严重污染环境及危害人类健康。因此，随着人类环保和健康意识的增强，近二十多年来，对生物表面活性剂的研究日益增多，发展很快，国外已就多种生物表面活性剂及其生产工艺申请了专利[2]，如乙酸钙不动杆菌生产的一种胞外生物乳化剂已经有了成品出售。国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚，但近年来也给予了高度重视，其中研究最多的就是生物表面活性剂在提高石油采收率以及生物修复中的应用。 1 生物表面活性剂的种类及其生产菌 1 生物表面活性剂的种类 化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类，而生物表面活性剂则通过它们的生化性质和生产菌的不同来区分。一般可分为五种类型：糖脂、磷脂和脂肪酸、脂肽和脂蛋白、聚合物和特殊表面活性剂[1]。 2 生物表面活性剂的生产菌 大多数生物表面活性剂是细菌、酵母菌和真菌的代谢产物。这些生产菌大多是从油类污染的湖泊、土壤或海洋中筛选得到的。如Banat等[3]从油泥污染的土壤中分离得到两株生物表面活性剂的菌株：芽孢杆菌AB-2和Y12-B。表1列出了一些主要的生物表面活性剂的种类及其生产菌[2,4]。 表1 生物表面活性剂的种类及其生产菌生物表面活性剂 生产菌 海藻糖脂 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 棒状杆菌(Corynebacterium ) 红平红球菌(Rhodococus erythropolis) 鼠李糖脂 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 槐糖脂 解脂假丝酵母(Candida lipolytica) 球拟酵母(Torulopsis bombicola) 葡萄糖、果糖、蔗糖脂 棒状杆菌(Corynebacterium ) 红平红球菌(R erythropolis) 纤维二糖脂 玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis) 脂多糖 乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus RAG1) 假单胞菌(Pseudomonas ) 脂肽 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) 荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) 鸟氨酸，赖氨酸，缩氨酸 氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans) 盐屋链霉菌(Streptomyces sioyaensia) 葡萄糖杆菌(Gluconobacter cerinus) 磷脂 氧化硫硫杆菌(T thiooxidans) 脂肪酸 野兔棒状杆菌(Corynebacterium lepus) 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 2 生物表面活性剂的生产 目前，可以通过两种途径生产生物表面活性剂:微生物发酵法和酶法。 采用发酵法生产时，生物表面活性剂的种类、产量主要取决于生产菌的种类、生长阶段，碳基质的性质，培养基中N、P 和金属离子Mg2+、Fe2+的浓度以及培养条件(pH、温度、搅拌速度等)。 如Davis等[5]在成批培养枯草芽孢杆菌时发现，在溶解氧耗尽和限氮条件下可得最大浓度(0 mg/L)的莎梵婷。Kitamoto等[6]利用南极假丝酵母的休止细胞生产甘露糖赤藓糖醇脂，对培养条件进行优化后，最高产量可达140 g/L。发酵法生产生物表面活性剂的优点在于生产费用低、种类多样和工艺简便等，便于大规模工业化生产，但产物的分离纯化成本较高。 与微生物发酵法相比，酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子，但同样具有优良的表面活性。其优点在于产物的提取费用低、次级结构改良方便、容易提纯以及固定化酶可重复使用等，且酶法合成的表面活性剂可用于生产高附加值产品，如药品组分。尽管现阶段酶制剂成本较高，但通过基因工程技术增强酶的稳定性与活性，有望降低其生产成本。 3 生物表面活性剂的提取 发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%，这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法，如Kuyukina等[7]利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂，可以获得较高产率10 mg/L。超滤是用于提取生物表面活性剂的一种新方法。Lin等[8]用分子量截止值为30000 Da的超滤膜从发酵液中提取枯草芽孢杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂莎梵婷，收率达95%。Mattei等设计了一套连续提取生物表面活性剂的装置，应用切面流过滤法能连续提取产物，产率高达3 g/L[1]。能与连续发酵生产配套的产物提取方法有泡沫分离、离子交换树脂法等。Davis等[9]用泡沫分离法连续提取枯草芽孢杆菌产生的莎梵婷,收率达4%。鼠李糖脂的提取过程是先离心过滤除去细胞，再通过吸附色谱将鼠李糖脂浓缩在安珀莱特XAD-2树脂上，后用离子交换色谱法提纯，最后将液体蒸发和冷冻干燥可得纯度为90%的成品，收率达60%[2]。 4 生物表面活性剂在环境工程中的应用 许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境，相比之下，生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如：在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子，修复受有机物和重金属污染的场地等。 1 在废水处理工艺中的应用 用生物法处理废水时，重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用，因此，在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前，常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子，但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制，应用效果不甚理想；浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠)，易产生二次污染而受限制，因此，有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品，而生物表面活性剂恰好具有这一优势。但是，国内外对这一方面的应用研究很少，直到最近才有报道。Zouboulis 等[10]研究了生物表面活性剂作为捕收剂除去广泛存在于工业废水中的两种有毒金属离子：Cr4＋和Zn2＋。结果表明,莎梵婷和地衣芽孢杆菌素在pH为4 时均能很好地从废水中分离吸附了Cr4＋的αFeO(OH)或Cr4＋与 FeCl3•6H2O形成的螯合物，极大地提高了Cr4＋(50 mg/L)的去除率，几乎可达100%；在pH为6时，莎梵婷对螯合物中的Zn2＋(50 mg/L)去除率高达96%，而在相同条件下，地衣芽孢杆菌素的处理效果不明显，去除率为50%左右。
第1章 表面活性剂概述1 表面活性剂发展历史2 表面活性剂的结构与分类1 表面活性剂分子的双亲结构2 表面活性剂的分类3 表面活性剂的主要品种1 阴离子表面活性剂2 阳离子表面活性剂3两性离子表面活性剂4 非离子表面活性剂5 特种表面活性剂参考文献第2章 表面活性剂的基本性质1 表面活性剂的溶解性1 离子型表面活性剂的临界溶解温度2 非离子型表面活性剂的浊点3 表面活性剂在非水溶剂中的溶解性2 表面活性剂的溶液性质1 分子有序组合体2 胶束的结构与性质3 临界胶束浓度4 液晶5 囊泡3 表面活性剂的润湿作用1 润湿2 接触角和润湿方程3 润湿作用4 表面活性剂的乳化作用1 影响乳状液稳定性的因素2 乳化剂的选择原则5 表面活性剂的增溶作用6 表面活性剂的分散作用7 表面活性剂的发泡与消泡作用1 发泡作用2 消泡作用8 表面活性剂的洗涤去污作用1 洗涤过程2 表面活性剂的结构与洗涤作用的关系9 表面活性剂的柔软和抗静电作用1 柔软平滑作用2 抗静电作用1 0表面活性剂的杀菌作用参考文献第3章 表面活性剂在电子与信息技术领域中的应用1 表面活性剂在半导体集成电路制造中的应用1 半导体集成电路的制造工艺2 表面活性剂的应用2 表面活性剂在影像材料中的应用1 影像材料的生产工艺2 表面活性剂的应用3 表面活性剂在电子陶瓷加工中的应用1 电子陶瓷的生产工艺2 表面活性剂的应用4 表面活性剂在磁记录材料中的应用1 磁记录材料的生产工艺2 表面活性剂的应用参考文献第4章 表面活性剂在生物工程和医药技术领域中的应用1 表面活性剂在生物工程中的应用1 发酵促进剂2 反胶束萃取2 表面活性剂在医药技术中的应用1 表面活性剂在药物提取中的应用2 表面活性剂在药物合成中的应用3 表面活性剂在药物分析中的应用4 表面活性剂在药物剂型中的应用3 表面活性剂在生命科学中的应用1 表面活性剂在仿生膜中的应用2 表面活性剂在消毒杀菌剂中的作用参考文献第5章 表面活性剂在新材料领域中的应用1 表面活性剂在多孔材料中的应用1 多孔材料的合成方法2 表面活性剂在介孔材料合成中的应用3 表面活性剂在多级孔材料合成中的应用2 表面活性剂在纳米材料中的应用1 纳米材料的分类及合成2 表面活性剂在纳米材料合成中的应用3 表面活性剂在纳米材料表面修饰中的应用3 表面活性剂在其他材料加工中的应用1 表面活性剂在电镀中的应用2 表面活性剂在皮革材料加工中的应用参考文献第6章 表面活性剂在现代农业技术领域中的应用1 表面活性剂在农药加工和使用中的应用1 表面活性剂在农药加工中的应用2 表面活性剂在农药使用中的作用2 表面活性剂在化肥生产中的应用1 表面活性剂的抗黏结和防结块作用2 表面活性剂在化肥生产中的其他作用3 表面活性剂在污染土壤修复中的应用1 表面活性剂在有机污染土壤修复中的应用2 表面活性剂在重金属污染土壤修复中的应用4 表面活性剂在农业节水中的应用1 水分蒸发抑制剂2 液体地膜5 表面活性剂在种衣剂中的应用参考文献第7章 表面活性剂在新能源与高效节能技术领域中的应用1 表面活性剂在燃料电池中的应用1 燃料电池的分类2 表面活性剂的应用2 表面活性剂在水煤浆中的应用1 水煤浆概述2 水煤浆添加剂3 表面活性剂的应用3 表面活性剂在乳化燃油中的应用1 燃油乳化原理及工艺2 表面活性剂在乳化、微乳汽油中的应用3 表面活性剂在乳化、微乳柴油中的应用4 表面活性剂在三次采油中的应用1 表面活性剂在三次采油中的作用机理2 表面活性剂的应用参考文献第8章 表面活性剂在环境保护新技术领域中的应用1 表面活性剂在废水处理中的应用1 表面活性剂在液膜分离技术中的应用2 表面活性剂在胶束强化超滤处理技术中的应用3 表面活性剂在混凝处理技术中的应用4 表面活性剂在浮选（气浮）处理技术中的应用5 表面活性剂在其他处理技术中的应用2 表面活性剂在废气处理中的应用1 表面活性剂在工业有机废气处理中的应用3 表面活性剂在烟气湿法脱硫除尘中的应用3 表面活性剂在大气除尘技术中的应用1 矿山采掘面喷洒表面活性剂水液湿式除尘2 表面活性剂用于煤层注水预湿除尘3 表面活性剂用于矿物加工、转载点等处的泡沫除尘4 表面活性剂用于爆破尘毒的防治5 表面活性剂在矿山运输路面防尘中的应用4 表面活性剂在环境污染物分析中的应用1 表面活性剂在环境污染物样品分离和富集中的应用2 表面活性剂在环境污染物光化学分析中的应用3 表面活性剂在环境污染物电化学分析中的应用4 表面活性剂在环境污染物色谱分析中的应用参考文献第9章 表面活性剂在其他技术领域中的应用1 表面活性剂在新型分离技术中的应用1 胶束色谱2 膜分离技术3 萃取分离4 泡沫分离2 表面活性剂在成型加工中的应用1 高分子材料成型加工2 陶瓷成型加工中的应用3 金属粉末注射成型中的应用4 熔模精密铸造中的应用3 表面活性剂在核工业中的应用1 溶浸采矿中的应用2 从铀矿石浸出液中提取铀3 铀化合物精制中的应用4 表面活性剂在核燃料分析中的应用5 核设施与人体的放射性污染去污6 表面活性剂在放射性污染物的处理中的应用4 表面活性剂在选矿工业中的应用1 起泡剂2 捕收剂3 调整剂参考文献
表面活性剂在化妆品中的应用摘要：论述了表面活性剂的功能，如润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡和洗涤去污等功能，以及在化妆品中的作用。介绍了表面活性剂和化妆品的分类情况，化妆品的原料以及化妆品对表面活性剂的要求。详细介绍了化妆品中常用的几种表面活性剂。对化妆品中用的表面活性剂的发展趋势进行了阐述。关键词：表面活性剂；化妆品；功能；应用表面活性剂在化妆品中的主要功能包括乳化、分散、增溶、起泡、清洗、润滑和柔软等。表面活性剂在化妆品中具有广泛的用途，起着重要的作用。化妆品中所利用的表面活性剂的性能不仅仅是其单一的性能，而是利用其多种性能，因此，表面活性剂是化妆品生产中不可缺少的原料，广泛应用于化妆品中。化妆品是指以涂抹、喷、洒或者其他类似方法，施于人体（皮肤、毛发、指趾甲和口唇齿等），以达到清洁、保养、美化、修饰和改变外观，或者修正人体气味，保持良好状态为目的的产品。目前，化妆品的发展趋势是向疗效性、功能性和天然性方向发展。1表面活性剂的分类表面活性剂的分类方法有很多种，根据表面活性剂的来源进行分类，通常把表面活性剂分为合成表面活性剂、天然表面活性剂和生物表面活性剂三大类。1合成表面活性剂合成表面活性剂是指以石油、天然气为原料，通过化学方法合成制备的表面活性剂。表面活性剂在性质上的差异，除与烃基的大小和形状有关外，主要与亲水基团类型有关。一般以亲水基团的结构为依据来分类，按亲水基团是否带电可将表面活性剂分为离子型和非离子型两大类，其中离子型表面活性剂又分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。2天然表面活性剂20世纪70年代的石油危机对以石油为基本原料的表面活性剂工业产生了巨大的冲击，引起人们对能源消耗、工艺生产过程、生态学和石油制品安全性等一系列问题的思考，从而引发了以天然油脂为原料生产表面活性剂的重大变革。由于生物新技术的应用，油脂分离精制技术的发展，植物油脂品种的改良及增产，使得大量获得价格较低的高纯度的天然油脂成为可能，新的抗氧化剂的开发成功，解决了天然油脂腐败变质的问题，再加上人们对安全及环保意识的提高，以油脂为原料的天然表面活性剂的开发引起人们的高度重视。目前在天然油脂中最受重视的要数棕榈油和棕榈仁油。3生物表面活性剂生物表面活性剂是指由细菌、酵母和真菌等多种微生物产生的具有表面活性剂特征的化合物。用微生物生产表面活性剂是20世纪70年代后期国际生物工程领域中研究的新课题。用微生物制取生物表面活性剂可以得到许多难以用化学方法合成的产物，在结构中引进了新的化学基团，而制得的产物易于被生物完全降解，无毒性，在生态学上是安全的。生物表面活性剂根据其亲水基的不同可分为糖脂系、酰基缩氨酸系、磷脂系、脂肪酸系和高分子表面活性剂五类。2表面活性剂的功能表面活性剂是一类具有多种功能的精细化学品，表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡和洗涤去污等多种功能。当液体与固体表面接触时，气体被排斥，原来的固-气界面消失，代之以固-液界面，这种现象称为润湿。从普遍意义而言，润湿是一种流体被另一种流体自表面取代的过程。通常把一种物质的颗粒或液滴以及微小的形态分散到另一介质中的过程叫分散。所得到的均匀、稳定的体系叫分散体。乳化是一种液体以微小液滴或液晶形式均匀分散到另一种不相混溶的液体介质中形成的具有相当稳定性的多相分散体系的过程。表面活性剂在水溶液中形成胶束后，具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力，且溶液呈透明状，这种作用称为增溶作用。由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫，可分为液体泡沫和固体泡沫。在液体泡沫中，液体和气体的界面起主要作用。一般地说，当表面张力低，膜的强度高时，不论是稳定泡沫还是不稳定泡沫，起泡力都较好。溶液的黏度对泡沫稳定在两方面起作用：一方面是增强泡沫液膜的强度；另外，表面黏度大，膜液体不易流动排出，延缓了液膜破裂，而增强了泡沫的稳定性。消泡作用分为破泡和抑泡两种。具有破泡能力的物质称为破泡剂。有效的消泡剂既要能迅速破泡，又要能在相当长的时间内防止泡沫生成。洗涤去污作用是表面活性剂应用最广泛、最具有实用意义的基本特性。洗涤去污过程是极为复杂的，与污垢种类、基本性能、表面活性剂和助剂的种类和结构密切相关，而其过程又是多种表面现象，如吸附、润湿、渗透、乳化、分散、泡沫和增溶等在不同情况下的综合效应。3化妆品的分类化妆品能对人体面部、皮肤表面、毛发和口腔起清洁保护和美化作用。化妆品的品种多种多样，分类方式也各不相同。按使用部位可分为：皮肤用化妆品、毛发用化妆品、指甲用化妆品和口腔用化妆品。按使用目的可分为：洁净用化妆品、基础保护化妆品、美容化妆品和芳香制品，还可根据化妆品本身的剂型分类。4化妆品的原料制造化妆品所用的原料有很多种，据统计大概有3 000多种。根据化妆品原料在化妆品中所含比例的大小，可分为基质原料和配合原料。基质原料是调配各种化妆品的主体，也成为基础原料。膏霜类的油脂，香粉类的滑石粉等均属基质原料；配合原料是用来改善化妆品的某些性质和赋予色、香等的辅助原料，如膏霜中的乳化剂、抗氧化剂和防腐剂等均属配合原料。配合原料在化妆品中的比例虽小，但对化妆品的质量影响却很大。它们之间没有绝对的界限，某一种原料在化妆品中起着基质原料的作用，而在另一化妆品中可能仅起着辅助原料的作用。1基质原料1）油脂类油脂是组成膏霜类化妆品的基本原料，主要起护肤、柔滑和滋润等作用。脂肪酸甘油酯是组成动植物油脂的主要成分，在常温下呈液态的称为油，呈固态的称为脂。根据来源又可分为植物性油脂和动物性油脂。植物性油脂包括椰子油、橄榄油、蓖麻籽油、杏仁油、花生油、大豆油和棕榈油等。动物油脂包括牛油、猪油、貂油和海龟油等。这些动植物油脂加氢后的产物称为硬化油。在化妆品中常用的硬化油有：硬化椰子油、硬化牛脂、硬化蓖麻油和硬化大豆油等。2）蜡类蜡是高碳脂肪酸和高碳脂肪醇所组成的酯。在化妆品中主要作为固定剂，增加化妆品的稳定性，调节其黏度，提高液体油的熔点，使用时对皮肤产生柔软的效果。依据来源的不同，蜡类也可分为植物性蜡和动物性蜡。植物性蜡包括巴西棕榈蜡、霍霍巴蜡和小烛树蜡等。动物蜡类包括蜂蜡、羊毛脂蜡、鲸油和虫蜡等。3）高碳烃类用于化妆品原料中的烃类主要包括烷烃和烯烃，它们在化妆品中的主要作用是其溶解作用，净化皮肤表面，还能在皮肤表面形成憎水性油膜，来抑制皮肤表面水分的蒸发，提高化妆品的功效。在化妆品中用的主要包括角鲨烷、凡士林、液体石蜡和固体石蜡等。4）粉类粉类是组成香粉、爽身粉、胭脂、牙粉和牙膏等粉类化妆品的基质原料。一般是不溶于水的固体，经
第一章 表面活性剂原料的现状及发展趋势第一节 原料来源第二节 几种重要表面活性剂原料的现状及其发展趋势一、烷基苯二、油脂三、高级脂肪酸四、脂肪醇五、脂肪胺六、烷基酚七、α-烯烃八、重烷基苯九、环氧乙烷第二章 以石油为基础的原料第一节 正构烷烃及卤代烷020101 正十二烷020102 正构烷烃020103 1，2-二氯乙烷020104 1-溴癸烷020105 氯代十二烷020106 溴代十二烷020107 氯代十四烷020108 氯代十六烷020109 溴代十六烷020110 碘代十六烷020111 1-氯十八烷020112 溴代十八烷第二节 直链烯烃020201 1-庚烯020202 1-辛烯020203 1-壬烯020204 1-癸烯020205 1-十二烯020206 1-十四烯020207 1-十六烯020208 1-十八烯020209 α-烯烃020210 C10～C13内烯烃第三节 烷基苯020301 苯020302 烷基苯020303 十二烷基苯020304 甲苯第四节 烷基酚020401 混合甲酚020402 苯酚020403 双酚020404 对叔丁基苯酚020405 邻叔丁基苯酚020406 对叔戊基苯酚020407 2，4-二叔丁基苯酚020408 2，6-二叔丁基苯酚020409 仲辛基酚020410 对叔辛基苯酚020411 对异辛基苯酚020412 对壬基酚020413 间十五烷基酚第五节 烷基萘020501 l-甲基萘020502 二异丙基萘020503 2，6-二叔丁基萘第三章 脂肪酸及其衍生物第一节 低级脂肪酸030101 甲酸030102 乙酸030103 丙酸030104 丁酸030105 己酸030106 庚酸030107 丙烯酸030108 甲基丙烯酸030109 己二酸030110 柠檬酸第二节 高级脂肪酸030201 辛酸030202 异辛酸030203 壬酸030204 癸酸030205 10-十一碳烯酸030206 月桂酸030207 肉豆蔻酸030208 棕榈酸030209 硬脂酸030210 12-羟基硬脂酸030211 油酸030212 亚油酸030213 蓖麻油酸030214 二十二烷酸030215 芥酸030216 松香酸030217 环烷酸030218 合成脂肪酸C10～C16酸030219 合成脂肪酸C10～C20酸030220 合成脂肪酸C14～C20酸第三节 脂肪酸酯030301 丙烯酸甲酯030302 丙烯酸乙酯030303 丙烯酸羟丙酯030304 丙烯酸丁酯030305 甲基丙烯酸甲酯030306 月桂酸甲酯030307 十四酸甲酯030308 棕榈酸甲酯030309 硬脂酸甲酯030310 油酸甲酯030311 油酸丁酯030312 蓖麻油酸甲酯030313 糠油酸丁酯第四节 酰氯030401 戊酰氯030402 月桂酰氯030403 十六酰氯030404 硬脂酰氯第五节 其他030501 一氯乙酸030502 一氯乙酸钠030503 马来酸酐030504 邻苯二甲酸酐030505 抗坏血酸030506 苯甲酸030507 没食子酸030508 乳酸第四章 油脂第一节 植物油040101 蓖麻油040102 橄榄油040103 椰子油040104 花生油040105 杏仁油040106 棕榈油040107 棕榈仁油第二节 动物油040201 牛脂040202 羊脂040203 猪脂040204 马脂040205 鱼油第五章 氨基酸050101 甘氨酸050102 β-丙氨酸050103 谷氨酸050104 L-天冬氨酸050105 赖氨酸050106 肌氨酸钠第六章 脂肪醇第一节 低级脂肪醇060101 甲醇060102 正丁醇060103 异丙醇第二节 高级脂肪醇060201 辛醇060202 仲辛醇060203 异辛醇060204 壬醇060205 异壬醇060206 癸醇060207 十二醇060208 十三醇060209 十四醇060210 十六醇060211 十八醇060212 异十八醇060213 山萮醇060214 油醇060215 椰油醇060216 羊毛醇060217 C12～C14醇060218 C14～C16醇060219 C14～C18醇060220 合成C10～C16醇060221 合成C11～C13醇060222 合成C12～C18醇060223 合成C12～C18醇060224 C12醇系列产品060225 C16醇系列产品060226 C18醇系列产品第三节 多元醇060301 二醇060302 聚乙二醇060303 1，2-丙二醇060304 3-氯-1，2-丙二醇060305 甘油060306 季戊四醇060307 木糖醇060308 山梨糖醇060309 甘露醇060310 D-葡萄糖第七章 脂肪胺、酰胺及咪唑啉化合物第一节 伯胺070101 十二烷基伯胺070102 十四烷基伯胺070103 十六烷基伯胺070104 十八烷基伯胺070105 椰油胺070106 油胺070107 牛油胺070108 氢化牛油胺070109 豆油胺第二节 仲胺070201 双十二烷基胺070202 双十四烷基胺070203 双十八烷基胺070204 双椰油基胺070205 双氢化牛脂基胺第三节 叔胺070301 十二烷基二甲基叔胺070302 十四烷基二甲基叔胺070303 十六烷基二甲基叔胺070304 十八烷基二甲基叔胺070305 十二/十四烷基二甲基叔胺070306 十六/十八烷基二甲基叔胺070307 椰油基二甲基叔胺070308 棕榈基二甲基叔胺070309 牛油基二甲基叔胺070310 双辛(癸)烷基甲基叔胺070311 双十二烷基甲基叔胺070312 双十八烷基甲基叔胺070313 三一十二烷基叔胺070314 三一十八烷基叔胺第四节 酰氨基丙基胺070401 椰油酰氨基丙基二甲基叔胺070402 肉豆蔻酰氨基丙基二甲基叔胺070403 棕榈酰氨基丙基二甲基叔胺070404 硬脂酰氨基乙基二乙基叔胺070405 异硬脂酰氨基丙基二甲基叔胺070406 月桂酰氨基丙基二甲基叔胺070407 硬脂酰氨基丙基二甲基叔胺070408 油酰氨基丙基二甲基叔胺070409 山蓊酰氨基丙基二甲基叔胺第五节 低级胺及多胺070501 一甲胺070502 二甲胺070503 三甲胺070504 乙胺070505 二乙胺070506 三乙胺070507 丙胺070508 异丙胺070509 二异丙胺070510 单乙醇胺070511 二乙醇胺070512 三乙醇胺070513 异丙醇胺070514 二异丙醇胺070515 三异丙醇胺070516 二胺070517 N-羟乙基乙二胺070518 N，N-二乙基乙二胺070519 二亚乙基三胺070520 三亚乙基四胺070521 四亚乙基五胺070522 N，N-二甲基-1，3-丙二胺第六节 酰胺070601 丙烯酰胺070602 己内酰胺070603 硬脂酰胺第七节 2-烷基咪唑啉070701 1-羟乙基-2-椰油基咪唑啉070702 1-羟乙基-2-油基咪唑啉070703 1-羟乙基-2-妥尔油基咪唑啉070704 十二烷基咪唑啉第八章 烷基化试剂080001 氯甲烷080002 溴甲烷080003 氯乙烷080004 溴乙烷080005 硫酸二甲酯080006 碳酸二甲酯080007 氯化苄080008 溴化苄080009 丙烯腈080010 氯丙烯080011 苯乙烯第九章 磺化、硫酸化试剂090001 发烟硫酸090002 硫酸090003 氯磺酸090004 三氧化硫090005 氨基磺酸090006 牛磺酸090007 亚硫酸钠090008 亚硫酸氢钠第十章 磷酸化试剂100001 三氯化磷100002 五氧化二磷100003 五氯化磷100004 磷酸100005 三氯氧磷100006 磷酸钠第十一章 环氧烷烃110001 环氧乙烷110002 环氧丙烷110003 环氧氯丙烷第十二章 其他原料第一节 酸碱类120101 硝酸120102 硼酸120103 盐酸120104 硫酸120105 氢氧化钠120106 氢氧化钾120107 氢氧化钙120108 氧化钙120109 氨水120110 氯气120111 过氧化氢第二节 醛酮类120201 甲醛120202 丙酮120203 丁酮参考文献中文索引英文索引
第一章 液体的表（界）面性质第一节 表面张力和表面自由能第二节 弯曲液体表面的现象第三节 表面张力的测定方法第四节 液-液界面第五节 界面张力的近代理论第二章 表面活性剂概述第一节 表面活性与特劳贝(Traube)规则第二节 表面活性剂的化学结构特点第三节 表面活性剂的分类及性质第三章 表面活性剂在界面上的吸附第一节 表面过剩和Gibbs公式第二节 表面活性剂在气-液界面上的吸附第三节 表面活性剂在油-水界面上的吸附第四节 表面活性剂在固-液界面上的吸附第五节 表面活性剂在界面上吸附的应用第四章 表面活性剂在溶液中的状态和性质第一节 表面活性剂溶液的性质第二节 表面活性剂在溶液中的胶团化第三节 胶团的结构与形状第四节 临界胶团浓度第五节 表面活性剂的加溶作用第六节 表面活性剂的亲水亲油性和活性第五章 表面活性剂的润湿功能第一节 接触角与杨氏方程第二节 润湿过程第三节 接触角的测定和滞后第四节 固体表面的润湿性第五节 固体表面能的估算第六节 润湿剂第七节 润湿剂的应用第六章 表面活性剂的乳化与破乳作用第一节 乳状液第二节 乳状液的类型理论第三节 影响乳状液稳定性的因素第四节 乳化剂第五节 乳化剂的选择与乳状液的制备第六节 乳状液的不稳定性及破乳第七节 原油破乳剂第八节 原油的破乳第九节 微乳状液第十节 乳状液的应用第七章 表面活性剂的起泡和消泡作用第一节 泡沫简介第二节 表面活性剂的起泡和稳泡作用第三节 起泡剂与稳泡剂第四节 消泡机理第五节 消泡剂第六节 影响消泡剂效力的因素第七节 泡沫及消泡的应用第八章 表面活性剂的洗涤作用第一节 洗涤作用简介第二节 污垢的去除第三节 影响表面活性剂的洗涤作用的因素第四节 洗涤剂第五节 助洗剂第六节 干洗第九章 表面活性剂的分散与絮凝作用第一节 质点表面电荷的来源第二节 双电层模型第三节 胶体稳定性第四节 表面活性剂的分散稳定作用第五节 分散剂与超分散剂第六节 絮凝作用机理第七节 有机高分子絮凝剂第八节 絮凝与分散的应用第十章 表面活性剂的其他功能第一节 表面活性剂的抗静电作用第二节 抗静电剂第三节 表面活性剂的润滑作用
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摘要：综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌，介绍了目前常用的两种生产方法：微生物发酵法和酶法合成生物表面活性剂。总结了其在环境工程中的应用，如在废水处理中浮选去除重金属离子，在污染场地的生物修复中用于促进烷烃、多环芳烃(PAHs)的降解，修复受重金属污染的土壤等，并对今后的研究方向做了探讨。 关键词：生物表面活性剂 生物修复 重金属 多环芳烃 生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，在代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有许多独特的属性，如：结构的多样性、生物可降解性、广泛的生物活性及对环境的温和性等[1]。由于化学合成表面活性剂受原材料、价格和产品性能等因素的影响，且在生产和使用过程中常会严重污染环境及危害人类健康。因此，随着人类环保和健康意识的增强，近二十多年来，对生物表面活性剂的研究日益增多，发展很快，国外已就多种生物表面活性剂及其生产工艺申请了专利[2]，如乙酸钙不动杆菌生产的一种胞外生物乳化剂已经有了成品出售。国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚，但近年来也给予了高度重视，其中研究最多的就是生物表面活性剂在提高石油采收率以及生物修复中的应用。 1 生物表面活性剂的种类及其生产菌 1 生物表面活性剂的种类 化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类，而生物表面活性剂则通过它们的生化性质和生产菌的不同来区分。一般可分为五种类型：糖脂、磷脂和脂肪酸、脂肽和脂蛋白、聚合物和特殊表面活性剂[1]。 2 生物表面活性剂的生产菌 大多数生物表面活性剂是细菌、酵母菌和真菌的代谢产物。这些生产菌大多是从油类污染的湖泊、土壤或海洋中筛选得到的。如Banat等[3]从油泥污染的土壤中分离得到两株生物表面活性剂的菌株：芽孢杆菌AB-2和Y12-B。表1列出了一些主要的生物表面活性剂的种类及其生产菌[2,4]。 表1 生物表面活性剂的种类及其生产菌生物表面活性剂 生产菌 海藻糖脂 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 棒状杆菌(Corynebacterium ) 红平红球菌(Rhodococus erythropolis) 鼠李糖脂 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 槐糖脂 解脂假丝酵母(Candida lipolytica) 球拟酵母(Torulopsis bombicola) 葡萄糖、果糖、蔗糖脂 棒状杆菌(Corynebacterium ) 红平红球菌(R erythropolis) 纤维二糖脂 玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis) 脂多糖 乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus RAG1) 假单胞菌(Pseudomonas ) 脂肽 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) 荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) 鸟氨酸，赖氨酸，缩氨酸 氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans) 盐屋链霉菌(Streptomyces sioyaensia) 葡萄糖杆菌(Gluconobacter cerinus) 磷脂 氧化硫硫杆菌(T thiooxidans) 脂肪酸 野兔棒状杆菌(Corynebacterium lepus) 石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus) 2 生物表面活性剂的生产 目前，可以通过两种途径生产生物表面活性剂:微生物发酵法和酶法。 采用发酵法生产时，生物表面活性剂的种类、产量主要取决于生产菌的种类、生长阶段，碳基质的性质，培养基中N、P 和金属离子Mg2+、Fe2+的浓度以及培养条件(pH、温度、搅拌速度等)。 如Davis等[5]在成批培养枯草芽孢杆菌时发现，在溶解氧耗尽和限氮条件下可得最大浓度(0 mg/L)的莎梵婷。Kitamoto等[6]利用南极假丝酵母的休止细胞生产甘露糖赤藓糖醇脂，对培养条件进行优化后，最高产量可达140 g/L。发酵法生产生物表面活性剂的优点在于生产费用低、种类多样和工艺简便等，便于大规模工业化生产，但产物的分离纯化成本较高。 与微生物发酵法相比，酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子，但同样具有优良的表面活性。其优点在于产物的提取费用低、次级结构改良方便、容易提纯以及固定化酶可重复使用等，且酶法合成的表面活性剂可用于生产高附加值产品，如药品组分。尽管现阶段酶制剂成本较高，但通过基因工程技术增强酶的稳定性与活性，有望降低其生产成本。 3 生物表面活性剂的提取 发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%，这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法，如Kuyukina等[7]利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂，可以获得较高产率10 mg/L。超滤是用于提取生物表面活性剂的一种新方法。Lin等[8]用分子量截止值为30000 Da的超滤膜从发酵液中提取枯草芽孢杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂莎梵婷，收率达95%。Mattei等设计了一套连续提取生物表面活性剂的装置，应用切面流过滤法能连续提取产物，产率高达3 g/L[1]。能与连续发酵生产配套的产物提取方法有泡沫分离、离子交换树脂法等。Davis等[9]用泡沫分离法连续提取枯草芽孢杆菌产生的莎梵婷,收率达4%。鼠李糖脂的提取过程是先离心过滤除去细胞，再通过吸附色谱将鼠李糖脂浓缩在安珀莱特XAD-2树脂上，后用离子交换色谱法提纯，最后将液体蒸发和冷冻干燥可得纯度为90%的成品，收率达60%[2]。 4 生物表面活性剂在环境工程中的应用 许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境，相比之下，生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如：在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子，修复受有机物和重金属污染的场地等。 1 在废水处理工艺中的应用 用生物法处理废水时，重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用，因此，在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前，常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子，但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制，应用效果不甚理想；浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠)，易产生二次污染而受限制，因此，有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品，而生物表面活性剂恰好具有这一优势。但是，国内外对这一方面的应用研究很少，直到最近才有报道。Zouboulis 等[10]研究了生物表面活性剂作为捕收剂除去广泛存在于工业废水中的两种有毒金属离子：Cr4＋和Zn2＋。结果表明,莎梵婷和地衣芽孢杆菌素在pH为4 时均能很好地从废水中分离吸附了Cr4＋的αFeO(OH)或Cr4＋与 FeCl3•6H2O形成的螯合物，极大地提高了Cr4＋(50 mg/L)的去除率，几乎可达100%；在pH为6时，莎梵婷对螯合物中的Zn2＋(50 mg/L)去除率高达96%，而在相同条件下，地衣芽孢杆菌素的处理效果不明显，去除率为50%左右。
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