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第 12 期                 姜秋艳，等:  疏水改性核壳结构颗粒对 Pickering 乳液的稳定作用                            ·2007·


            热点已从传统乳化领域拓展到功能乳化剂/乳液以                             津市致远化学试剂有限公司；正硅酸乙酯、罗丹明
                                   [6]
            及纳米材料的制备等领域 。固体颗粒乳化剂在液-                            B，分析纯，天津市福晨化学试剂厂；乙酸钠、无
            液界面上对两相的润湿性即亲水-亲油性决定了颗                             水乙醇、甲苯，分析纯，莱阳经济技术开发区精细
            粒能否在液-液界面稳定存在，从而影响 Pickering                       化工公司；氨水，分析纯，烟台市双化工有限公司；
                                  [9]
            乳液的稳定性       [7-8] 。Binks 等研究了表面改性的 SiO 2          蒸馏水，实验室自制。
            纳米颗粒对乳液类型和稳定性的影响。发现改性纳                                 HJ-6A 型磁力搅拌器，常州迈科诺仪器有限公
            米颗粒接触角约为 90°时，所制备乳液具有较好稳                           司；101-1A 型电热鼓风干燥箱，上海雷韵试验仪器
            定性。                                                制造有限公司；梅特勒-托利多 AB-265S 型电子天
                 近年来，设计制备新型双亲纳米颗粒稳定剂和                          平，上海方瑞仪器有限公司；MBL2000 型偏光显微
            发展新颖的激励响应型 Pickering 乳液体系仍然是该                      镜，北京优莱博技术有限公司；JY-PHa 型接触角测
            领域研究的重点，通过环境刺激（如 pH                [10] 、温度 [11] 、  定仪，承德金和仪器制造有限公司；美国 FEI Sirion
            光照  [12] 等）改变双亲纳米颗粒的表面状态（如荷电                       200 型场发射扫描电子显微镜，FEI 香港有限公司；
            情况、润湿性），可获得激励响应的 Pickering 乳液。                     Nicolet 5700 型傅立叶变换红外光谱仪，美国热电尼
            英国 Sheffield 大学的 Armes   [13] 制备的吗啉官能化的            高力仪器公司；BrukerAXS D8 Advance 型 X 射线衍
            PGMAx-PHPMAy 二嵌段共聚物在 pH 值改变时具有                     射分析仪，德国 BrukerAXS 公司；LCS-901 型 Zeta
            不同的聚集行为，可作为 pH 响应的乳化剂。香港                           电位测试仪，北京林音科技有限公司；Leica TCS-SP
            中文大学的 Ngai 在温敏聚合物微凝胶乳化剂领域                          2 型激光共聚焦显微镜，德国徕卡公司；1673TK 型
            颇有建树     [14] ，研究发现，聚 N-异丙基丙烯酰胺                    超声波清洗机，语盟有限公司。
            （PNIPAM）微凝胶稳定的 Pickering 乳液具有显著                    1.2    步骤
            的温敏性。陕西师范大学的彭军霞设计制备的有机-                            1.2.1  Fe 3 O 4 纳米颗粒制备
            无机双亲 Fe 3 O 4 纳米颗粒（MN-CHOL），能够有效                       取 4.08 g FeCl 3 ·6H 2 O、0.204 g 乙二胺四乙酸二
            地乳化 C4mim[PF6]-水体系，形成稳定的磁场响应                       钠，完全溶于 150 mL 乙二醇后，加入 7.2 g 乙酸钠，
            Pickering 乳液 [15] 。与需要大量化学合成才可获得的                  超声处理 30 min 后转移入高压反应釜，采用溶剂热
            激励响应颗粒或者表面活性剂稳定的乳液相比，将                             法在 200 ℃下反应 10 h，将产物用蒸馏水和乙醇清
            颗粒和表面活性剂结合制备 Pickering 乳液是更简便                      洗 3 次，加入 0.204 g 柠檬酸三钠，静置一段时间后
                                                               倒去液体，制得黑色 Fe 3 O 4 纳米颗粒 2.23 g。
            的方法，而且仅需相对较低的表面活性剂浓度（约
                                                               1.2.2   核壳结构的 Fe 3 O 4 @SiO 2 纳米颗粒制备
            为 0.1 CMC）。磁场调控作为一种对环境要求低、耗
                                                                   取 0.5 g Fe 3 O 4 纳米颗粒于三口烧瓶中，加
            能少的调控方式，已逐渐受到人们的重视。Fe 3 O 4
                                                               150 mL 乙醇和 40 mL 蒸馏水，超声处理 5 min 后，
            纳米粒子因其超顺磁性和良好物化性能作为磁响应
                                                               加入浓氨水 10 mL，在 500 r/min 下，逐滴加入溶有
            材料已得到广泛应用，但其易团聚、易氧化变质，
                                                               0.1 mL 正硅酸乙酯的 10 mL 乙醇，反应 10 h，清洗
            因而难以直接利用。用生物相容性良好的 SiO 2 包覆
                                                               至中性后，制得核壳结构的 Fe 3 O 4 @SiO 2 纳米颗粒。
            Fe 3 O 4 纳米粒子既可以阻止 Fe 3 O 4 的团聚，又保持其
                                                               1.2.3  Fe 3 O 4 @SiO 2 纳米颗粒的疏水改性
            自身的磁性，将其疏水改性后可作为乳化剂稳定
            乳液  [16-17] 。                                          取 Fe 3 O 4 @SiO 2 纳米颗粒 0.06 g 于 4 个玻璃管
                                                               中，分别加不同浓度的罗丹明 B 8 mL，低速搅拌 12 h
                 本文采用水热法制备 Fe 3 O 4 磁性纳米粒子，在
                                                               后，静置 12 h，得到疏水改性的 Fe 3 O 4 @SiO 2 纳米
            其表面包覆 SiO 2 ，制备核壳结构的 Fe 3 O 4 @SiO 2 纳
                                                               颗粒。
            米颗粒。然后利用静电相互作用将罗丹明 B 吸附于
                                                               1.2.4  Pickering 乳液的制备及调控
            SiO 2 表面，对纳米颗粒进行疏水改性。将改性后纳
                                                                   取一定质量改性后的 Fe 3 O 4 @SiO 2 纳米颗粒，加
            米颗粒作为稳定剂制备 Pickering 乳液，研究纳米颗
                                                               入 2 mL 甲苯，8 mL 水，制备稳定的 Pickering 乳液。
            粒浓度对乳液稳定性的影响，探索其稳定机理，并
                                                               用光学显微镜对所制备的 Pickering 乳液液滴的粒径
            通过磁场实现对乳液稳定性的可逆调控。
                                                               和微观形貌进行观察。研究不同乳化剂颗粒浓度制
            1   实验部分                                           备 Pickering 乳液的性质及稳定性。对乳液体系施加
                                                               磁场，研究施加磁场前后乳液稳定性的变化规律，
            1.1   试剂与仪器                                        确定其磁场响应性。
                 FeCl 3 ·6H 2 O、EDTA-2Na、柠檬酸三钠，分析纯，            1.3    结构表征及性能测试
            国药集团化学试剂有限公司；乙二醇，分析纯，天                                 将 Fe 3 O 4 @SiO 2 纳米颗粒用导电胶粘在金属台
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