本文通過測定在十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液中添加Na+、Cu2+和Fe3+三種金屬陽離子之後的表麵張力，試圖找出陽離子如何影響表麵活性劑的作用效果，從而降低了水溶液的表麵張力。

三種無機鹽的加入可以降低表麵張力；當NaCl、CuCl2，Fe(NO3)3的濃度在40，1.25，1.25 mmol/L以下範圍內，在一定量SDS表麵活性劑溶液濃度下，隨著無機鹽濃度的增加，表麵張力逐漸減小；當超過無機鹽添加濃度上限後，在一定量的SDS表麵活性劑溶液濃度下，隨著無機鹽濃度的增加，表麵張力將達到穩定。同時，無機鹽濃度的增加可以降低表麵張力達到最低時所對應的SDS表麵活性劑溶液濃度值(Ct)，各體係下的Ct即為cmc值，當三種無機鹽添加濃度達到上限值後，表麵張力達到最小值時所對應的SDS表麵活性劑溶液濃度都是3 mmol/L，加入Fe(NO3)3、CuCl2和NaCl之後，溶液的表麵張力由37.29 mN/m分別降至21.35，23.44，27.53 mN/m。

這是由於當無機鹽添加濃度未達上限值時，由於反離子的加入可以降低表麵活性離子之間的靜電斥力，而無機鹽濃度越高，反離子濃度越大，導致表麵活性離子之間的靜電斥力降低程度越大，從而使得表麵張力越小，如圖1所示。而當超過無機鹽添加濃度上限時，表麵張力達到穩定，其可能的原因是反離子和表麵活性劑分子在有限數量空位的表麵已達近飽和狀態，導致靜電斥力的降低程度達到最大。

三種無機鹽離子降低表麵張力的能力為：Fe3+>Cu2+>Na+。這是由於價態越高的反離子壓縮雙電層擴散的能力越大，使得表麵活性劑分子更加容易在表麵聚集吸附，而導致降低表麵張力的能力要強；高價離子因為電荷密度高，與表麵活性劑結合能力更強，使表麵活性劑在氣液界麵形成類似gemini等多聚體的結構，所以性質有突變，所需鹽濃度更低、表麵張力更低。

表麵活性劑的作用是降低水的表麵張力，其效果大小可以用水表麵張力降低程度衡量。本研究設定M為無機鹽陽離子對於表麵活性劑溶液的作用效果，用添加無機鹽之後SDS溶液表麵張力的降低值(ΔγSDS+salt，純水表麵張力減去添加無機鹽之後溶液的表麵張力)比未添加無機鹽SDS溶液表麵張力的降低值(Δγ，純水表麵張力減去未添加無機鹽溶液的表麵張力)來表示，即：

M=ΔγSDS+salt/Δγ

結論

(1)添加無機鹽，可以降低SDS的cmc值，cmc值隨無機鹽離子濃度增大而降低，無論何種無機鹽，cmc值均降至3 mmol/L。

(2)不添加無機鹽，溶液達到cmc值時，溶液的表麵張力為37.29 mN/m，加入NaCl後溶液表麵張力為27.53 mN/m；加入CuCl2後溶液表麵張力為23.44 mN/m；加入Fe(NO3)3後溶液表麵張力為21.35 mN/m。

(3)不添加無機鹽，溶液達到cmc值時，溶液的表麵擴展黏度為1.70 mN·s/m，加入NaCl後溶液擴展黏度為2.21 mN·s/m；加入CuCl2後溶液擴展黏度為2.58 mN·s/m；加入Fe(NO3)3後溶液擴展黏度為2.75 mN·s/m。

(4)通過引入M值，分析可得SDS分子呈長條形結構，推定其縱截麵和橫截麵之比可達6.04倍以上，或直徑比可達2.46倍以上。

(5)無機鹽陽離子提高SDS降低水表麵張力值作用效果的機理為：負電荷在SDS分子的縱截麵的頂部，陽離子通過正電荷吸引SDS的負電荷端，使得縱截麵橫躺在溶液表麵，增加了SDS分子在表麵的覆蓋麵積，從而增大了SDS降低水的表麵張力值的作用效果。