2.2表面活性剂不同浓度对水溶液表面张力的影响

为了考察固体粉末悬浮液和水溶液中加入表面活性剂，对溶液表面张力的影响，测试了不同表面活性剂浓度在26℃(室温)时水溶液的表面张力，结果如图1所示。从表面张力曲线的变化趋势的拐点处，可得该条件下表面活性剂临界胶束浓度的测得值CMC，列于表1。加入少量表面活性剂即可降低水的表面张力，达到拐点后继续增加表面活性剂，表面张力反而增加或趋于不变走平。六偏磷酸钠以及柠檬酸三钠水溶液在浓度为0.0~2.0 g/L之间时，表面张力随浓度增加而减小，浓度继续增加，表面张力不再有明显变化趋于平稳。聚氧化乙烯与聚丙烯酸钠水溶液在浓度分别为0.0~1.5 g/L、0.0~4.0 g/L之间时，其表面张力随浓度的增加而明显减小，然后表面张力随着浓度的增加不再减小反而有所增大。进一步试验了表面活性剂的不同浓度对分散液雾化效率的影响。

图1表面活性剂不同浓度与水溶液表面张力的关系

1—聚丙烯酸钠；2—聚氧化乙烯；3—六偏磷酸钠；4—柠檬酸三钠。

2.3表面活性剂不同浓度对水溶液雾化效率的影响

为了考察水溶液的表面张力对其雾化效率的影响，测试了不同表面活性剂浓度在26℃时水溶液的雾化效率，结果如图2所示。随着表面活性剂浓度的增大，六偏磷酸钠和柠檬酸三钠水溶液的雾化效率略有增大；聚氧化乙烯的浓度在0.0~1.5 g/L之间时，雾化效率随浓度的增大而增大，当浓度大于2.5 g/L后，雾化效率随浓度的增大而有所减小。对于聚丙烯酸钠水溶液的雾化效率，在浓度为0.0~5.0 g/L之间时，随浓度的增大而增大，在浓度为5.0 g/L时相对有最大的雾化效率达20.5%，浓度再增大雾化效率略微下降。一般在表面活性剂的CMC处附近，试液的雾化效率趋于最大。雾化效率的增大，是由于表面活性剂的加入，溶液表面张力下降，使气溶胶微粒平均直径减小，雾化量增加，提高了雾化效率。表面活性剂的质量浓度超过一定范围后，其雾化效率随着浓度的增大反而开始减小，认为是由于分散剂粘度的增加而导致的。因而在CMC浓度以下有利于雾化效率的提高。

图2不同浓度表面活性剂的雾化效率

1—聚丙烯酸钠；2—聚氧化乙烯；3—六偏磷酸钠；4—柠檬酸三钠。

2.4表面活性剂不同浓度对铅锌矿实样悬浮液雾化效率的影响

进一步考察了不同浓度的表面活性剂与实际样品铅锌矿粉末组成的悬浮液在室温下的雾化效率，结果如图3所示。结合图2、图3可以看出，悬浮液的雾化效率随表面活性剂浓度的变化趋势与纯表面活性剂水溶液大致相同，但是悬浮液的雾化效率变化趋势波动相对较大，并且在相同表面活性剂的浓度下，悬浮液的雾化效率略小于表面活性剂水溶液的雾化效率，认为是由于体系中加入矿物粉体后，使得试液稳定性降低，微粒表面吸附表面活性剂分子以及水分子，降低了表面活性剂的有效浓度，同时微粒在重力作用下有沉降的趋势，导致雾化效率降低。同样的质量浓度下，以聚丙烯酸钠或聚氧化乙烯为分散剂的悬浮液的雾化效率明显大于以六偏磷酸钠或柠檬酸三钠为分散剂的悬浮液的雾化效率。当表面活性剂的质量浓度小于2.0 g/L时，以聚丙烯酸钠或聚氧化乙烯为分散剂的悬浮液的雾化效率相差不大，但是表面活性剂的浓度继续增大，以聚氧化乙烯为分散剂的悬浮液的雾化效率明显大于以聚丙烯酸钠为分散剂的悬浮液的雾化效率。由此，对于铅锌矿而言，采用聚氧化乙烯或聚丙烯酸钠作为分散剂可以得到较好的雾化效率；当采用较高浓度配制悬浮液时，聚丙烯酸钠比聚氧化乙烯有更高的雾化效率。

图3广东凡口(a)和云南兰坪(b)铅锌矿悬浮液雾化效率

1—聚丙烯酸钠；2—聚氧化乙烯；3—六偏磷酸钠；4—柠檬酸三钠。

3.结论

用聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、六偏磷酸钠和柠檬酸三钠等表面活性剂能够与铅锌矿粉末样品制备成一定时间(>20 min)下稳定的悬浮液，并能提高原子光谱测定时的雾化效率。随着表面活性剂浓度的增加，水溶液及悬浮液的雾化效率增大，达最大值后，浓度继续增加，其雾化效率反而减小，最大雾化效率一般表现在临界胶束浓度CMC附近。由于不同的样品其表面性状和活性不同，选择合适的表面活性剂种类和浓度，有利于提高悬浮液的稳定性和雾化效率，对悬浮液进样的光谱测定能起到一定的增敏作用。所建立的方法可用于铅锌矿等样品的原子光谱测定，其样品前处理方法具有操作简单、环境友好符合绿色分析化学发展的方向。