陶瓷膜乳化法制备单分散乳状液的研究及应用

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1、南京工业大学博士学位论文陶瓷膜乳化法制备单分散乳状液的研究及应用姓名：吴俊申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：徐南平;邢卫红20060401摘要对制备的W/O乳状液平均粒径、粒径分布及分散相通量的影响，考察了预浸时间对分散相通量的影响，为膜法制备单分散油包水乳状液提供新的可供选择的乳化介质。实验表明，随着搅拌速度的增加，乳状液平均粒径减小，粒径分布变窄；随着过膜压差的增大，乳状液平均粒径变大，粒径分布变宽，分散相通量基本呈线性增大；较低过膜压差下，随着搅拌转速的增加，分散相通量减小；较高过膜压差

2、下，随着搅拌转速的增加，分散相通量略有增大；适当延长预浸时间可以提高分散相通量。采用0.92μm的莫来石支撑体为乳化介质，以含有2%SPAN80-4.-1的煤油为连续相，含有1×10molLCTAB的反渗透水为分散相，在搅拌转速420rpm，过膜压差0.05MPa，预浸时间4.5小时，温度为30℃的条件下制备的乳状液平均粒径为1.14μm，分散系数α为0.27，为单分散型乳状液，分散相通.-2.-1量为97Lmh。乳化法制备非水乳液模板及非水溶胶稳定性研究。采用二级陶瓷膜乳化法在射流条件下制备出单分散

3、异辛烷/甲酰胺非水乳液模板，研究单分散的钛/甲酰胺溶胶的制备方法，考察溶胶的稳定性及非水乳液和溶胶的相容性，在此基础上初步制得规整结构材料。实验表明，采用平均孔径为0.16μm的ZrO2陶瓷膜作为膜一次乳化过程的乳化介质，在过膜压差0.09MPa，搅拌转速490rpm的条件下制得乳状液的平均粒径为2.5μm，分散系数α为0.48，为多分散型乳状液，分散相.-2.-1通量为75Lmh；采用平均孔径为1.5μm的α-Al2O3陶瓷膜作为二次射流膜乳化过程的乳化介质，在过膜压差0.15MPa，搅拌转速490

4、rpm的条件下，以一次乳化制备的乳液为连续相制得的乳液模板的平均粒径为1.8μm，分散系数α为.-2.-10.26，为单分散型乳状液，分散相通量为170Lmh，且乳状液在10小时内仍能保持较好的稳定性。在钛/甲酰胺溶胶的制备过程中，超声搅拌方式所制溶胶的稳定性比磁力搅拌方式稍好一些；形成溶胶的适宜条件为水/钛摩尔比3.5，水解温度20℃；溶胶在制备的前五天内稳定性较好；随着时间的推移，溶胶颜色变得越来越深。单分散乳状液的加入对减少和避免溶胶-凝胶过程中出现的凝胶膜开裂现象有很好的效果，当乳状液浓度过低

5、时，溶胶-凝胶转化时间更长；钛/甲酰胺溶胶与异辛烷/甲酰胺单分散乳状液有着很好的兼容性，单分散乳状液液滴在溶胶-凝胶过程中始终保持着良好的分散性；利用乳液模板法初步制备出规整TiO2陶瓷材料，平均孔径在1μm左右，孔是贯通的。综上所述，采用非对称的陶瓷膜，通过对操作条件的优化制备出单分散O/W及W/O乳状液；采用对称的莫来石支撑体制备出单分散的W/O乳状液；采用膜乳化法制得非水乳液模板，初步制备出规整TiO2陶瓷材料，为乳液模板法制备规整高孔隙率陶瓷膜材料的开发奠定基础。关键词:陶瓷膜膜乳化乳状液乳液

6、模板溶胶-凝胶II南京工业大学博士学位论文AbstractParticle-sizecontrolofemulsionisveryimportantformaintainingstabilityandgivingemulsionsnewfunctionalroles.UniformemulsionsystemandregularceramicmaterialofTiO2werepreparedusingceramicmembraneemulsificationtechnology.Inchapter2

7、,monodispersedO/Wemulsionswerepreparedbytheintegratedceramicemulsificationapparatus.Toluenewasusedasthedispersedphaseandwaterasthecontinuousphase.Sodiumdodecylsulfate(SDS),akindofanionicsurfactant,wasusedasemulsifierinthecontinuousphaseandα-Al2O3ceramic

8、membranewithporesizeof1.5μmasemulsifyingmedium.Stirringspeedandtransmembranepressurehadagreatinfluenceonthedropletsizeofemulsionsanditsdistribution.Thefluxofthedispersedphaseincreasedlinearwiththeincreaseoftransmembranepressure.T