磷酸正十八酯又名十八烷基膦酸，CAS：4724-47-4，分子式C18H39O3P，白色结晶，难溶于水、易溶于有机溶剂。分子一端磷酸基团可与金属、金属氧化物、MOFs形成稳定化学键，另一端长烷基链提供低表面能；可自组装形成致密单分子膜。常用于超疏水材料改性（棉浆、木材/MOFs 复合体系）、油水分离，也可钝化锂基负极隔绝水气，提升电池循环稳定性。
应用研究
周磊以棉浆纤维(CF)为基底材料,Zr6O4(OH)4(BDC)6(UiO-66)为金属有机骨架材料(MOFs),采用水热合成法制备了UiO-66/CF;利用磷酸正十八酯(OPA)改性UiO-66/CF,在其表面引入疏水烷基链,合成了OPA-UiO-66/CF,并对其表面形貌、结晶结构、疏水亲油性能等进行了分析表征。结果表明,UiO-66可均匀负载在CF表面,且生长在CF表面的UiO-66晶体粒径是纯相UiO-66晶体粒径的1/10;OPA-UiO-66/CF具有疏水亲油性能,对油包水乳液的分离效率可达99.6％[1]。
韩宇以巴沙木为主要研究对象，采用溶剂热法在木材内部及表面生长金属有机骨架化合物亚微米级乳突状结构，并进行磷酸正十八酯(n-Octadecylphosphonicacid，缩写OPA)修饰，获得具有较好水浴稳定性与超疏水性能的改性木材。研究发现通过溶剂热法在巴沙木表面成功生长金属有机框架化合物MIL-88(Fe)粒子，并采用磷酸正十八酯疏水剂修饰，制备出具有超疏水性能的木材。MIL-88(Fe)粒子为实现超疏水提供较大的粗糙度，磷酸正十八酯提供了低表面能物质，MIL-88(Fe)中的Fe与磷酸正十八酯反应形成Fe-O-P键，使长链烷烃末端指向木材表面外。实验结果显示，在巴沙木切面边缘位置生长了大量MIL-88(Fe)粒子，当反应物浓度达到0.10mol/L时，巴沙木水稳定性提升69.5%，水接触角为151.12°，均展现出超疏水的特性。揭示MIL-88(Fe)颗粒的六棱梭形亚微米结构和磷酸正十八酯修饰使木材疏水的机理，提出一条MOFs修饰木材制备超疏水木材表面的路径，为整体疏水木材的制备提供改性思路[2]。
康拓将磷酸正十八酯（OPA）通过单分子自组装的方法钝化Li-CNT复合材料，获得OPA-Li-CNT。采用和频光谱（SFG）研究了磷酸正十八酯分子在金属锂表面自组装过程中的动力学，SFG结果表明，磷酸正十八酯分子通过磷酸锂的连接自组装于金属锂表面，烷基链整齐排列于OPA-Li-CNT外层，致密排布的烷基链能够阻止金属锂与环境中的水分、氧气等组份反应。自组装单分子层（SAM）钝化的Li-CNT材料在干燥空气中甚至空气中表现出良好的稳定性，并且可与特定的溶剂混合后进行混浆涂布操作。通过混浆涂布法制备的金属锂负极在全电池应用中在33%的DOD以及1C的循环倍率下库仑效率约为98.8%。在金属锂表面通过分子自组装形成稳定的SAM层促进金属锂的钝化，这为更好地应用金属锂负极提供了新的思路[3]。
参考文献
[1] 周磊. OPA-UiO-66/棉浆纤维复合材料的制备及其油水分离性能[J]. 中国造纸学报,2022,37(3):53-61. DOI:10.11981/j.issn.1000-6842.2022.03.53.
[2] 韩宇. 巴沙木的超疏水改性与荧光透明化研究[D]. 哈尔滨:东北林业大学,2024.
[3] 康拓. 金属锂复合负极的制备与性能研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学,2020.