微乳化技术剖析.ppt

第6章 微乳化技术 6.1 微乳液简介 微乳液：两种相对不互溶的液体形成热力学稳定、各向同性、透明或半透明的分散体系，体系包含由表面活性剂所形成的界面膜所稳定的一种或两种液体的液滴。 微乳液 微乳液的增溶作用 增溶作用：在表面活性剂水溶液中，当其浓度 达到临界浓度以后，一些不溶于或难溶于水的有机 物的溶解度急剧增加的现象称为增溶作用。 增溶作用实际上是被增溶物进入微乳胶束，而 不是在溶剂中的溶解。 被增溶物质在微乳胶束中能稳定存在是由于在 水溶液中，从胶束表面到胶束内核，极性由大到 小，各种不同极性大小的被增溶物质都可有适宜其 溶解的微环境。 微乳液制备方法 制备方法 微乳液理论模型 6.2 微乳化技术制备纳米微粒 微乳法制备纳米粒子影响因素 水浓度的影响 (1)在一定范围内，粒子半径与水浓度成线性关 系，即粒子半径随水浓度的增大而增大。 (2)微乳中水和表面活性剂的相对比例是一个重要 因素。微乳的水核半径是由该比值决定的，而水核 的大小直接决定了超细粒子的尺寸。 表面活性剂浓度的影响 (1)当表面活性剂浓度增大时，反相微乳尺寸增 大但数目减少， 同时使反相微乳中增溶量增大， 因而生成的纳米微粒变大。 (2)另一方面，表面活性剂浓度增大，过多的表 面活性剂分子覆盖在粒子表面阻止晶核的进一步 生长，最终结果可能会导致纳米微粒的粒径略有 减小。 助表面活性剂的作用 助表面活性剂主要影响体系的热力学性质。助表面活性剂多是中长链的醇，它可以使油水界面的张力降低，并增加了微乳的膜强度， 使制得的纳米微粒粒径减小且稳定存在。 6.3 微乳化法的应用 * * 微乳液质点大小：10-100nm 可增溶油或水直至最大增容量 与油、水在一定范围内可混溶并具有增溶作用 O/W型与水混溶，W/O型与油混溶 与油、水的混溶性 低浓度为球形，高浓度可为多种形状 球形 一般为球形 质点形状 表面张力：一般小于40 mN·m-1 界面张力： 10-2~10-4 mN·m-1 界面张力： 几十mN·m-1 界面张力 二组分：表面活性剂、水或油 三组分：非离子型表面活性剂、水与油； 四组分：离子型表面活性剂、助表面活性剂、水与油 三组分：表面活性剂 、水与油 组成 浓度大于cmc时自发形成 用量多，常需用助表面活性剂 用量少，一般不用助表面活性剂 表面活性剂用量 热力学稳定体系，不能分离 热力学稳定体系，用离心机不能分离 热力学不稳定体系，用离心机可分离 稳定性 胶束一般小于10nm，显微镜下不可见 质点约在10nm~100nm间，质点大小均匀，显微镜下不可见 质点100nm的多分散系，质点大小不均匀，显微镜甚至肉眼可见 分散度 透明 透明或稍带乳光 不透明 透光性 胶束溶液 微乳液 乳状液 性质 乳状液与微乳液和胶束溶液性质的比较 组成 表面活性剂 助表面活性剂( 醇类) 油(碳氢化合物) 水(电解质水溶液) 结构 水包油型( O/W) 油包水型(W/O) 油水双连续型(W/O/W或O/W/O) 分散相与连续相的不同 微 乳 液 正相微乳液 反相微乳液 中间态双连续相微乳液 水包油型( O/W) 油包水型(W/O) 配制微乳体系应满足3个条件： (1) 在油水界面存在短暂的负界面张力； (2) 流动的界面膜； (3) 油分子和界面膜的联系和渗透。 油、 表面活性剂和水均匀乳液 助表 面活 性剂 油、 表面活性剂和助表面活性剂均匀乳液 水 OR 微乳液 “瞬时负界面张力”模型，该理论认为： 加入助表面活性剂 →混合吸附 →界面张力迅速降低→瞬时负界面张力 →体系自发扩张界面→界面张力恢复为零或微小的正值。 油、 表面活性剂、水普通乳状液 助 表 面 活 性 剂 1、反相(W/ O)微乳液是一个“ 微型反应器” ，是理想的制备纳米颗粒的反应介质，所以也称为“纳米反应器”。 2、反相微乳液也称为反相胶束或反胶束。 3、反胶束结构模型：两相模型。 (1)反胶束为球形 (2)胶束中内核水分为自由水和结合水两相并构成双电层 纳米微粒的制备——知识点： 纳米微粒的制备方法： A+B→C↓ +D A、B溶于水； C不溶于水； D副产物 直接加入法 共混法 超细镍酸镧的制备 佬催化剂的制备 Y2O3-ZrO2的制备 微乳法与醇盐水解结合制PbTiO3超细粒子 6.3.1 超细镍酸镧的制备 1、主要反应 La(NO3)2+Ni(NO3)2+H2C2O4→LaNiO3 2、工艺过程 (1)制备E(A)、E(B) E(A)=NP-5+石油醚+La(N