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《納米催化劑制備方法——微乳法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、微乳技術(shù)制備納米催化劑主講：謝昕成員：宋云龍、盛麗麗、王芳、王芬、王蛟霞、王劍波、顏飛、嚴(yán)允兵、葉志勇、葉曉丹、張曉初、周雪微乳液簡介有關(guān)微乳液的研究最早始于1930年，有人當(dāng)時(shí)由于解決了油漆或石蠟體系的分散問題,從而獲得了美國專利。微乳液的真正開拓性研究是始于Hoar和Schulman。1943年，他們向由陽離子表面活性劑所穩(wěn)定的乳白色乳狀液體系中加入一定量中等鏈長的醇時(shí)，體系立刻變得澄清透明。1959年,Schulman等正式提出了“微乳液”（Microemulsions）的概念。1985年,Leung等
2、進(jìn)一步定義了“微乳液”：兩種相對(duì)不互溶的液體的熱力學(xué)穩(wěn)定、各向同性、透明或半透明的分散體系，體系中包含有由表面活性劑所形成的界面膜所穩(wěn)定的其中一種或兩種液體的液滴。乳狀液與微乳液和膠束溶液性質(zhì)的比較性質(zhì)乳狀液微乳液膠束溶液透光性不透明透明或稍帶乳光透明分散度質(zhì)點(diǎn)>100nm的多分散系，質(zhì)點(diǎn)大小不均勻，顯微鏡甚至肉眼可見質(zhì)點(diǎn)約在10nm~100nm間，質(zhì)點(diǎn)大小均勻，顯微鏡下不可見膠束一般小于10nm，顯微鏡下不可見穩(wěn)定性熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，用離心機(jī)可分離熱力學(xué)穩(wěn)定體系，用離心機(jī)不能分離熱力學(xué)穩(wěn)定體系，不能分離表面
3、活性劑用量用量少，一般不用助表面活性劑用量多，常需用助表面活性劑濃度大于cmc時(shí)自發(fā)形成組成三組分：表面活性劑、水與油三組分：非離子型表面活性劑、水與油；四組分：離子型表面活性劑、助表面活性劑、水與油二組分：表面活性劑、水或油界面張力界面張力：幾十mN·m-1界面張力：10-2~10-4mN·m-1表面張力：一般小于40mN·m-1質(zhì)點(diǎn)形狀一般為球形球形低濃度為球形，高濃度可為多種形狀與油、水的混溶性O(shè)/W型與水混溶，W/O型與油混溶與油、水在一定范圍內(nèi)可混溶并具有增溶作用可增溶油或水直至最大增容量微乳液的增
4、溶作用增溶作用：在表面活性劑水溶液中，當(dāng)其濃度達(dá)到臨界濃度以后，一些不溶于或難溶于水的有機(jī)物的溶解度急劇增加的現(xiàn)象稱為增溶作用（solubilization）。增溶作用實(shí)際上是被增溶物進(jìn)入微乳膠束，而不是在溶劑中的溶解。被增溶物質(zhì)在微乳膠束中能穩(wěn)定存在是由于在水溶液中，從膠束表面到膠束內(nèi)核，極性由大到小，各種不同極性大小的被增溶物質(zhì)都可有適宜其溶解的微環(huán)境。微乳液微乳液通常是由表面活性劑、助表面活性劑(醇類)、油(碳?xì)浠衔?和水(電解質(zhì)水溶液)組成的透明或半透明的、各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。根據(jù)分散相與連續(xù)
5、相的不同，微乳液的結(jié)構(gòu)一般可分為三種:水包油型(O/W)、油包水型(W/O)和W/O/W或O/W/O油水雙連續(xù)型。油相一般為C6～C8烷烴，如環(huán)己烷、庚烷、辛烷、異辛烷等；常用的表面活性劑有陰離子、陽離子、兩性及非離子表面活性劑。助表面活性劑一般為中等碳鏈的胺或醇。微乳液制備方法在微乳法制備納米催化劑的過程中,首先需要配制熱力學(xué)穩(wěn)定的微乳體系。微乳制備應(yīng)滿足3個(gè)條件:在油水界面存在短暫的負(fù)界面張力;流動(dòng)的界面膜;油分子和界面膜的聯(lián)系和滲透。Schulman法：把油、表面活性劑和水混合均勻,然后向該乳液中滴加助
6、表面活性劑形成微乳液Shah法；把油、表面活性劑和助表面活性劑混合為乳化體系,再向該乳化液中加入水,也可得到微乳液。根據(jù)油和水的比例及其微觀結(jié)構(gòu),可將微乳液分為正相(O/W)微乳液、反相(W/O)微乳液和中間態(tài)的雙連續(xù)相微乳液。其中反相(W/O)微乳液在納米催化劑制備中應(yīng)用較為普遍。在反相(W/O)微乳液中,水核被表面活性劑和助表面活性劑所組成的界面所包圍,其大小可控制在幾個(gè)或幾十nm之間,尺度小且彼此分離,故可以看做是一個(gè)“微型反應(yīng)器”,是理想的制備納米催化劑的反應(yīng)介質(zhì)。微乳液理論模型關(guān)于微乳液的形成，人們
7、提出了許多理論和模型加以解釋，其中較典型的為“瞬時(shí)負(fù)界面張力”模型，該理論認(rèn)為：油/水界面張力在表面活性劑存在下將大大降低,一般為幾十mN/m,但這只能形成普通乳狀液。要想形成微乳液一般要加入助表面活性劑,由于產(chǎn)生混合吸附,油/水界面張力迅速降低甚至產(chǎn)生瞬時(shí)負(fù)界面張力，但是負(fù)界面張力是不存在的,所以體系將自發(fā)擴(kuò)張界面,表面活性劑和助表面活性劑吸附在油/水界面上,直至界面張力恢復(fù)為零或微小的正值,這種瞬時(shí)產(chǎn)生的負(fù)界面張力使體系形成了微乳液。因此有界面膜保護(hù)的納米液滴能穩(wěn)定存在，若是發(fā)生微乳液滴的聚結(jié),那么總的界
8、面面積將會(huì)縮小,復(fù)又產(chǎn)生瞬時(shí)界面張力,從而對(duì)抗微乳液滴的聚結(jié)。從而得到穩(wěn)定的微乳液。納米催化劑簡介納米粒子(一般是指粒徑在1~100nm的粒子)具有大的比表面積、高的表面晶格缺陷以及高表面能的特性,在一些反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)良的催化性能。如對(duì)于某化合物的氫化反應(yīng),納米級(jí)的Ni或Cu、Zn粉,可以替代貴金屬Pt和Pd。一般粒徑為30nm的Ni就可以使加氫或脫氫的反應(yīng)速率提高15倍。因此在催化劑的制備科學(xué)中,
