SiO/Ag复合粒子稳定Pickering乳液及乳液中的光催化研究

摘要

固体稳定乳液（Pickering乳液）是以固体粒子作为乳化剂代替传统乳液中表面活性剂的一种热力学稳定、动力学不稳定的体系。固体粒子的润湿性是影响固体稳定乳液的主要因素之一。目前固体粒子的润湿性主要通过分子尺度的方法调节，而纳米尺度方法调节固体粒子的润湿性的研究还相对较少。鉴于此，本文主要通过纳米尺度调节固体颗粒表面的润湿性，研究改良的固体粒子的润湿性对乳液稳定性的影响，混合固体粒子对Pickering乳液稳定性的影响；以Pickering乳液作为新型的模版，将固体粒子组装在界面上，制备出新型的纳米无机/有机组装材料，并通过组装的材料分析固体粒子稳定乳液后，固体粒子在界面上的行为；同时在制备稳定乳液的基础之上，研究了乳液催化方向的应用。 在醇-水混合溶剂体系中，以氨水作催化剂，正硅酸乙酯为硅源，通过溶胶-凝胶法制备出单分散的纳米SiO2球形颗粒。纳米Ag粒子离散的复合在SiO2粒子表面，对所制备的纳米SiO2粒子进行表面改性。通过调节Ag（NH3）2+溶液的量，制备出具有不同Ag负载量的纳米SiO2/Ag复合粒子，并表征其相对亲疏水性。并把具有不同润湿性的纳米SiO2/Ag复合粒子、两种不同纳米SiO2/Ag复合粒子为乳化剂制备Pickering乳液，考察纳米复合SiO2/Ag粒子亲疏水性、混合纳米SiO2/Ag复合粒子对Pickering乳液稳定性的影响，结果表明，对于单组分的Pickering乳液而言，乳液的稳定性与纳米SiO2/Ag复合粒子亲水疏水性密切联系，二氧化硅的表面银过高或过低的负载量均不能形成稳定的Pickering乳液。Pickering乳液的稳定性随连续相与分散相（油/水）体积比增加而降低。混合两组分纳米SiO2/Ag复合粒子可以有效提高Pickering乳液稳定性。 以上述固体稳定Pickering乳液为模版，将纳米复合SiO2/Ag粒子分散于苯乙烯和水中，通过苯乙烯的升温聚合反应，制备SiO2/Ag/聚苯乙烯三级结构复合材料。用扫描电子显微镜对产物进行表征，借助该三级复合材料研究纳米SiO2/Ag复合粒子在Pickering乳液界面上的行为。结果表明，具有适中润湿性的纳米SiO2/Ag复合粒子在界面上的吸附量较多，纳米SiO2/Ag复合粒子之间的一定絮凝作用，增强了界面膜的强度，能有效增加Pickering乳液的稳定性。 在Pickering乳液体系中，以甲基橙为研究对象，研究Pickering乳液体系中的光催化作用。结果表明：稳定的Pickering乳液中的催化效果，由纳米SiO2/Ag复合粒子的光催化作用和油相的溶解作用共同实现。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景及立题意义

1.1.1研究背景

1.1.2立题意义

1.2固体粒子稳定的Pickering乳液

1.2.1 Picketing乳液不稳定性

1.2.2固体颗粒的乳化机理

1.2.3固体粒子接触角的测量

1.2.4颗粒界面膜的性质

1.2.5固体颗粒界面吸附能

1.2.6乳液体系中油水体积比

1.2.7固体颗粒的初始分散位置

1.2.8 pH及无机盐对乳液稳定的影响

1.2.9温度

1.3本文的研究内容

2纳米SiO2粒子表面的润湿性调节

2.1实验部分

2.1.1实验药品

2.1.2 纳米SiO2/Ag复合粒子的制备

2.2.3 纳米SiO2/Ag复合粒子的表征

2.2.3 纳米SiO2/Ag复合粒子润湿性的评价

2.2结果与讨论

2.2.1纳米SiO2粒子

2.2.2 纳米SiO2/Ag复合粒子

2.2.3 纳米SiO2/Ag复合粒子润湿性的评价

2.3结论

3纳米SiO2/Ag复合粒子稳定乳液的制备

3.1实验部分

3.1.1单组分纳米SiO2/Ag复合粒子稳定乳液

3.1.2双组分纳米SiO2/Ag复合粒子稳定乳液

3.1.3纳米SiO2/Ag复合粒子在聚苯乙烯/水界面的组装

3.2结果与讨论

3.2.1单组分纳米SiO2/Ag复合粒子稳定乳液

3.2.2双组分纳米SiO2/Ag复合粒子稳定乳液

3.2.3纳米SiO2/Ag复合粒子润湿性对乳液聚合的影响

3.2.4纳米SiO2/Ag复合粒子的相互作用对乳液聚合的影响

3.3结论

4 Picketing乳液中的光催化性能的研究

4.1实验部分

4.1.1 纳米SiO2/Ag复合粒子水分散液中甲基橙的催化降解

4.1.2 Pickering乳液中甲基橙的催化降解

4.2结果与讨论部分

4.2.1 SiO2/Ag复合粒子的水溶液中光催化降解甲基橙

4.2.2 Pickering乳液中光催化降解甲基橙

4.3结论

5结论

致谢

参考文献

附 录