基于相圖法分析WO型微乳液體系穩(wěn)定性

1、基于相圖法分析基于相圖法分析W/O型型微乳液體系穩(wěn)定性微乳液體系穩(wěn)定性答辯人：答辯人：xxxxxx大綱大綱簡介簡介1 基本原理基本原理2擬三元相圖的制作擬三元相圖的制作3影響影響 W/O 區(qū)域范圍的因素討論區(qū)域范圍的因素討論4總結總結51 簡介簡介 微乳液法是制備納米粒子最有效的液相方法之一，微乳液法是制備納米粒子最有效的液相方法之一，已被用來制備各類材料。已被用來制備各類材料。催化劑聚合物半導體磁性材料其他超導體微乳液實驗裝置簡單操作方便1 簡介簡介v應用微乳液法制備納米粒子時，反應被限制在微應用微乳液法制備納米粒子時，反應被限制在微乳液的水核中進行，因此水核大小就成為決定納乳液的水核中進行

2、，因此水核大小就成為決定納米粒子粒徑的關鍵因素之一；同時，微乳液米粒子粒徑的關鍵因素之一；同時，微乳液W/O 區(qū)域范圍的大小，決定了微乳液溶水量的大小，區(qū)域范圍的大小，決定了微乳液溶水量的大小，對制備納米粒子時反應物配比和反應條件有重要對制備納米粒子時反應物配比和反應條件有重要影響。影響。v研究微乳液體系的穩(wěn)定性、水核尺寸以及研究微乳液體系的穩(wěn)定性、水核尺寸以及 W/O 區(qū)域的范圍，對于應用微乳液法控制合成納米粒區(qū)域的范圍，對于應用微乳液法控制合成納米粒子具有重要意義。子具有重要意義。11/7/Company Logo2 基本原理基本原理2.1 微乳液體系的穩(wěn)定性判據(jù)(1)(3)(2)2 基本

3、原理基本原理2.1 微乳液體系的穩(wěn)定性判據(jù)(4)(5)2.2 微乳液水核半徑的求算微乳液水核半徑的求算2 基本原理基本原理 微乳液水核半徑 Rw 如下式所示： 以式中，Ac和As分別為助表面活性劑和表面活性劑分子極性頭的截面積，N0 為阿佛加德羅常數(shù)，Vw為微乳液中增溶水的體積，ns 為加入的表面活性劑的物質的量。 (6)3 擬三元相圖的制作擬三元相圖的制作1.選定 TX-10 和助表面活性劑的質量比為 1:1，2.按照 TX-10 和助表面活性劑的混合物與正戊烷的不同質量比(分別為 1:9，2:8，3:7，4:6，5:5，6:4，7:3，8:2，9:1)，配制成一系列的三組分體系，3.用恒溫

4、水浴槽控制溫度，用去離子水(或者硝酸鑭水溶液)滴定每一組分，根據(jù)體系的清濁變化來測定 W/O 微乳液區(qū)域。4.將表面活性劑分別換為 CTAB 和 SDS，以同樣的方法測定 W/O 微乳液區(qū)域。根據(jù)微乳液體系中各組分的相對含量繪制擬三元相圖。4 影響微乳液影響微乳液 W/O 區(qū)域范圍的因素區(qū)域范圍的因素4.1 表面活性劑的影響表面活性劑的影響 以 TX-10 為表面活性劑時，W/O微乳液區(qū)域明顯較大(見圖1)。這是因為 TX-10 分子在 W/O 相界面上可以取趨于“平躺”方式排列，因而水核可以包容更多的水分子。 當表面活性劑為 CTAB 體系時，因其碳鏈長，又帶有電荷，所以它結合油和水的能力較

5、強，降低界面張力有效。但根據(jù)定向楔理論，CTAB 的極性基團體積較大，更傾向于穩(wěn)定 O/W 型微乳液。在形成W/O 型微乳液時，水核所能包容的水量較少。在圖1中以 CTAB 為表面活性劑時，微乳液的 W/O 微乳液區(qū)域較小。4 影響微乳液影響微乳液 W/O 區(qū)域范圍的因素區(qū)域范圍的因素4.2 鹽溶液的影響鹽溶液的影響 圖2是用0.1 mol L1的硝酸鑭溶液代替純水得到的CTAB/正戊醇/正戊烷/水微乳液的擬三元相圖。由該圖可知，W/O 微乳液區(qū)域比以純水為分散相時略有增大。這是因為加入金屬硝酸鹽具有兩種相反的作用：一方面離子強度增大，削弱了極性頭之間的斥力，有利于表面活性劑分子取極性基團與

6、W/O 界面垂直的方向密集排列，使得界面膜更穩(wěn)定，利于增溶更多水相；另一方面，由于鹽析作用，CTAB的親水性減弱，不利于微乳液增溶更多水相，而且加入的陽離子的電荷數(shù)愈高，這種影響愈大12。在圖2中，CTAB/正戊醇/正戊烷/水溶液的 W/O 微乳液區(qū)域較使用純水時變大，可見上述前一種效應較強。4 影響微乳液影響微乳液 W/O 區(qū)域范圍的因素區(qū)域范圍的因素4.2 鹽溶液的影響鹽溶液的影響 圖 3 是加入0.1 mol L1的硝酸鑭溶液時，TX-10/正戊醇/正戊烷/水的擬三元相圖，與以純水為分散相比較，W/O微乳液區(qū)域變化不大。 由于非離子表面活性劑 TX-10 主要通過其親水基與水之間的氫鍵作

7、用來穩(wěn)定微乳液，鹽溶液的加入也對體系有兩種相反的影響：一方面使表面活性劑臨界膠束濃度降低，有利于微乳液溶水量的增大；另一方面，鹽析作用使表面活性劑的親水性下降，引起微乳液區(qū)域面積的減小。由圖4可知，這兩種相反作用對微乳液溶水量的影響基本相當。由此可見，非離子型表面活性劑的溶水量大于陽離子和陰離子型表面活性劑，而且鹽溶液對它的影響小于另兩種表面活性劑。4 影響微乳液影響微乳液 W/O 區(qū)域范圍的因素區(qū)域范圍的因素4.3 助表面活性劑的影響助表面活性劑的影響 以 TX-10 為表面活性劑，分別以正己醇、正戊醇和正庚醇為助表面活性劑得到的微乳液擬相圖如圖5所示。從該圖中可以看出，當以 TX-10 為

8、表面活性劑，以正戊醇為助表面活性劑時 W/O 的面積最大。這是因為當醇的碳鏈長與油的碳鏈長之和與表面活性劑非極性基碳鏈長度相當時，醇和表面活性劑分子在油水界面的排列較為整齊，形成的混合膜更牢固，因而溶水量更大，形成的微乳區(qū)域也就較大。4 影響微乳液影響微乳液 W/O 區(qū)域范圍的因素區(qū)域范圍的因素4.4 溫度的影響溫度的影響 溫度對 TX-10/正己醇/正戊烷/水微乳液體系的影響如圖 5 所示。由該圖可知，溫度對微乳液 W/O區(qū)域的變化影響顯著。隨著溫度的升高，微乳液體系的W/O區(qū)域顯著減小。這是由于雖然表面活性劑TX-10易于與水分子形成氫鍵，但氫鍵的強度會隨溫度升高而下降，使表面活性劑的親水性降低，從而使其形成 W/O 微乳液體系的能力減弱。5 總結總結以 TX-10、SDS 和 CTAB 為表面活性劑，正戊醇、正己醇和正庚醇為助表面活性劑，正戊烷為油相，可以自發(fā)形成 W/O 型微乳液。這幾種微乳液的水核半徑在 2 nm 至 5 nm，可以作為制備納米粒子的超微反應器。隨著溫度的升高，微乳液的W/O 區(qū)域顯著