功能化磁性纳米粒子在乳状液制备及破乳中的应用及作用机制

功能化磁性纳米粒子因其独特的理化性质,在乳状液制备与破乳领域的应用受到广泛关注。本文归纳了功能化磁性纳米粒子的制备方法、合成结构与特征性质,阐述了其在乳状液制备及破乳中的应用过程,重点分析了磁性纳米粒子在溶液中良好分散、稳定吸附于油水界面排布为膜结构的作用行为,尤其是磁性纳米粒子的磁响应特征对乳状液中界面性质、液滴形貌及运动状态的影响,并进一步总结出其表面性质及作用行为对稳定乳状液或使乳状液破乳的规律。针对磁性纳米粒子对乳状液稳定性影响规律的探究可为其在应用领域提供理论支持。最后本文就功能化磁性纳米粒子研究中亟待解决的新问题作出展望。     

颗粒膜的结构及对乳状液稳定性的影响机制

以颗粒膜为基础的乳液因广泛应用于油田、造纸、食品、化妆品、医药等领域而备受关注。本文归纳了在油水界面形成颗粒膜的颗粒密度、粒径及润湿性等特征,并阐述了颗粒在界面吸附扩散的行为。重点从颗粒垂直于界面的分配及方向,颗粒在界面内的排列及进一步形成的空间结构综述颗粒膜结构。总结了颗粒在界面的状态及颗粒膜结构的影响因素,并从能量及力学角度进行分析。颗粒膜对乳状液稳定性影响机制主要体现在颗粒膜的结构及界面黏弹性：颗粒膜的结构阻隔液滴之间的碰撞聚并,这是乳状液稳定的基础;同时,颗粒膜通过改变界面黏弹性使得液滴在运动、碰撞、絮凝时不会轻易崩溃,从而强化了乳状液的稳定性。固体颗粒为乳化剂形成颗粒膜稳定乳状液的机制探究为稳定乳状液制备以及乳状液的破乳提供理论依据,具有现实意义。最后,本文就颗粒膜稳定乳状液的机制研究展望了其未来发展方向及可能的解决途径。     

超润湿膜在乳化液破乳中的应用及作用机制

超润湿膜材料由于对水和油有独特的润湿性质,可显著提高膜材料处理乳化液的通量,有效缓解严重的膜污染问题,因此在乳化液废水处理领域受到越来越多的重视。本文从超润湿膜的设计制备、分离效果和作用机制三个方面进行分析和总结。超润湿膜材料包括超亲水膜、Janus膜和功能位点膜,主要通过构建亲水表面和粗糙结构进行膜的设计制备,其中静电纺丝法合成的交联纤维膜由于可以突破筛分效应对膜孔径的限制,在乳化液分离中具有较好的应用前景。同时,归纳超亲水膜的滤水破乳模式和Janus膜的集油破乳模式,前者具有操作压力低、过滤通量高、抗污染性能好的特点,后者具有高纯度集油的特点;并分析膜润湿性、膜孔径、膜上功能位点等膜结构性质和表面活性剂浓度大小等因素对乳化液破乳分离效能的影响规律。最后,总结液滴在膜垂向和切向上的迁移转化规律,以及在Janus膜集油破乳过程中液滴穿透过膜的机制及其力学分析探讨,该部分研究当前主要是基于液滴形态变化的推测和力学的定性分析,对于相关机制的实证和定量的力学分析还有待进一步探究。