【摘要】：Pickering乳液是一種由固體粒子穩(wěn)定的乳液,并已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。功能性顆粒制備的Pickering乳液使乳液帶有粒子本身的功能化特性,目前已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注,并有很高的潛用價值�，F(xiàn)在Pickering乳液在造紙施膠劑方面的研究已經(jīng)有很多,但是將功能性顆粒制備的Pickering乳液引入造紙工業(yè)和廢水處理方面的研究尚屬空白,為開發(fā)新的造紙施膠乳液體系以及廢水處理體系,本論文對功能性顆粒制備的Pickering乳液的穩(wěn)定性、穩(wěn)定機理、刺激響應(yīng)性和施膠穩(wěn)定性等方面進行了研究,并系統(tǒng)的研究了磁性Pickering乳液液膜體系對廢水中酚類化合物的提取,為新型造紙施膠劑以及廢水處理體系提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。1.磁性納米Fe304顆粒乳化制備穩(wěn)定的ODSA乳液。pH會影響顆粒表面的帶電性以及在油水界面處的吸附行為,pH7.2時,乳液的靜置穩(wěn)定性逐漸提高。ODSA與正十二烷復(fù)配體積比為1：1時,乳液的穩(wěn)定性最好。顆粒用量臨界值為1.0wt%,顆粒用量過多時團聚現(xiàn)象嚴重,不利于乳液的穩(wěn)定性。SEM和CLSM顯示了顆粒以團聚狀態(tài)分布在油水界面處,并通過拉曼光譜分析顆粒膜的致密程度。乳液表現(xiàn)為剪切稀化流體,且有較強的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和修復(fù)功能。乳液在磁場力影響下,顆粒受磁吸引力從界面處發(fā)生脫附,使乳液發(fā)生破乳,且去除磁鐵后乳液無法恢復(fù)。2.在納米Si02表面接枝甲基丙烯酸-N,N-二甲基胺基乙酯(DMAEMA)制備穩(wěn)定的ODSA乳液�？疾炝烁男灶w粒的表面形貌,粒徑分布和熱穩(wěn)定性等。PDMAEMA是一種弱電解質(zhì),堿性條件下,顆粒之間排斥力增大,吸附在油水界面處的顆粒有效粒徑降低,乳液穩(wěn)定性提高。顆粒用量臨界值為1.0wt%,乳液的彈性模量與連續(xù)相中的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相關(guān)。通過CLSM分析顆粒在界面處的吸附行為以及乳液的動態(tài)變化,在靜置過程中連續(xù)相中的游離顆粒逐漸形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起到阻隔和橋梁作用,降低乳液的碰撞和聚并,使乳液保持穩(wěn)定狀態(tài)。拉曼分析表明,乳液在放置24 h后,ODSA基本水解,施膠性能降低。3.在水環(huán)境中用AKD改性納米微晶纖維素,以改性產(chǎn)物作為乳化劑制備AKD乳液。并分析表征了改性后納米微晶纖維素表面的物化性質(zhì)和形貌變化。改性后的納米微晶纖維素表面疏水性提高,可以降低水的表面張力到54 mN/m。改性納米微晶纖維素用量為3.0 wt%時制備的AKD乳液的穩(wěn)定性較好,當(dāng)NaCl用量為水相的0.002 wt%時,乳液穩(wěn)定性最好。通過AKD乳液的模型物可知,改性納米微晶纖維素以致密的排列方式包覆在油滴表面。隨AKD用量的增多,紙頁的施膠性能提高。4.對納米Fe304顆粒進行疏水改性,制備穩(wěn)定的油包水型Pickering乳液,分散在外水相形成Pickering乳液液膜。Pickering乳液的穩(wěn)定性是乳液液膜提取的重要因素,載體用量對提取率影響最大,有助于提高傳質(zhì)濃度梯度,提高提取率。乳水比為1：5,TBP用量為30%時,液膜體系在5 min內(nèi)即可達到80%的提取率。增大攪拌速度有助于降低油膜厚度和提高乳液的分散性,提取效率在250 rpm時最高。在混合物體系中,與載體結(jié)合強度高的雜質(zhì)分子提取率最高。對提取結(jié)束后的乳液進行磁力破乳,體系中的顆粒乳化劑和油相經(jīng)純化后進行再乳化提取實驗。結(jié)果表明,納米Fe304顆粒和油具有較好的回用性。
【圖文】：

＼邋ｗａｔｅｒ逡逑ｙｓｗ逡逑圖１－１顆粒蘭相接觸角示意圖和油水界面示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｃｈｅｍｅ邋ｏｆ邋１：ｈｒｅｅ邋ｐｈａｓｅ邋ｃｏｎｔａｃｔ邋ａｎｇｌｅ邋ｏｆ邋ｐａｒｔｉｃｌｅｓ邋ａｎｄ邋ｏｉｌ／ｗａｔｅｒ邋ｉｎｔｅｒｆａｃｅ逡逑固體顆粒在油水界面處吸附是制備穩(wěn)定乳液的先決條件，顆粒的親水親油性是影響顆逡逑粒吸附的主要因素，顆粒的親水親油性通過＝相接觸角來表征ｔｗ，如圖１－１。顆粒乳化逡逑劑需要同時被油水兩相浸潤，顆粒較親水時即接觸角９胃＜９0°，易形成水包油（０／Ｗ）逡逑型乳液；顆粒較疏水時即接觸角ｅｃｗ＞９０°，易形成油包水（Ｗ／０）型乳液，接觸角６胃＝９0。逡逑時，顆粒親油親水性相同，容易發(fā)生相反轉(zhuǎn)ＰＷ。Ｂｉ址圓形顆粒乳化劑為例，假設(shè)逡逑２逡逑

形成如模子一樣堅固的固體膜。逡逑固體顆粒不能改變界面張力，但在液滴之間形成了物理障礙來增強乳液穩(wěn)定性，從逡逑而減緩或防止液滴的聚結(jié)，，模型如圖１－２所示。該模型認為固體粒子吸附在油水界面處，逡逑形成一層或多層致密顆粒膜，從而包裹分散相阻礙了液滴之間相互碰撞而產(chǎn)生聚并。過逡逑多的顆粒進入連續(xù)相，增加了連續(xù)相的粘度，降低液滴聚并速率Ｗ及分層速率，同時形逡逑成顆粒與顆�；蝾w粒與液滴之間的＝維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，環(huán)繞在液滴周圍形成搭橋作用ｔｗｉ。逡逑Ｙａｎｔｗｉ用陽離子改性陰離子層狀高嶺止，發(fā)現(xiàn)在分散相中粒子之間會形成邊面、邊邊締逡逑合形成Ｓ維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，又被成為＂卡片房子結(jié)構(gòu)＂。Ｂｉ址ｓｔｗｉ采用冷凍掃描電子顯微鏡觀逡逑察乳液界面吸附行為，發(fā)現(xiàn)二氧化娃穩(wěn)定的乳液傾向于Ｗ顆粒輕微絮聚的方式存在于界逡逑面處（圖ｌ－３ａ），膠體粒子Ｗ致密的排列組合方式吸附在界面處（圖１－禮），說明顆粒在逡逑油水界面處吸附后能夠通過自組裝的方式形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。逡逑灥逡逑圖１－３乳液的冷凍掃描電鏡分析圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｆ－ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ｅｍｕｌｓｉｏｎ逡逑Ｆｒａｎｃｏｉｓ等ｔ６ｉ’６２ｌ提出了邋＂ｎａｎｏａｌｌｏｙｓ＂的概念
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TS727.5;X793

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本文編號：2622378