膜乳化法制备微小粒径单分散乳液

利用自制的SPG(Sh irasu-porous-g lass)膜乳化实验装置研究了制备具有微米级粒径的单分散乳化液体系新方法。对于给定微孔膜孔径条件下,连续相流速和乳化压强成为膜分散过程主要控制因素,对所制备乳液粒径单分散性质起决定作用。对于给定的乳化压强,连续相流速增大,制得的乳液液滴尺寸减小,乳液单分散性增强;保持较高的连续相流速,在临界乳化压强以下,逐渐增大乳化压强使得乳液液滴尺寸增大,乳液单分散性几乎不受影响,超过临界乳化压强后,乳液液滴尺寸急剧增大,乳液单分散性变差。根据上述规律确定合适的工艺条件,使用孔径为0.9μm的SPG膜进行煤油/水体系的膜乳化实验,合成平均粒径3.24μm,分散度为0.56的O/W型稳定乳液。     

金属套管式微通道气液传质特性研究

以纯水吸收CO₂的物理吸收过程,研究了金属套管式微通道的气液传质特性。考察了气液两相的接触方式、气体和液体表观线速度、微通道结构尺寸（如微孔孔径、套管环隙尺寸）等对液侧体积传质系数的影响规律。结果表明,气相走内管、液相走外管,更有利于实现良好的气液传质效果;液侧体积传质系数随气液表观线速度的增加而增加,但液相表观线速度的影响更显著;微孔孔径和套管环隙尺寸的减小能显著提高液侧体积传质系数,但套管环隙尺寸的影响更大。     

膜乳化-复乳化法制备载蛋白高分子微球

选择乙基纤维素（EC）为微球材料,牛血红蛋白（Hb）为模型药物,采用膜乳化-复乳（W1／O／W2）法制备了载蛋白高分子微球。采用扫描电子显微镜（SEM）考察微球形态及内部结构．激光粒度仪测定微球粒径及粒径分布。结果表明,膜孔径是决定微球粒径的主要因素．微球粒径随EC浓度和初乳相体积分数增大而增大。随着初乳相体积分数的增大,微球表面微孔数目减少,但孔径增大。当操作压力稍大于膜乳化初始临界压力时,可制得粒径单分散的栽蛋白高分子微球。这一结果对制备粒径单分散的栽蛋白高分子微球具有一定的参考价值。     

海藻酸钠微球制备工艺优化及其对球形及粒径的影响

选用相容性好、无毒且可降解的海藻酸钠作为基质材料,采用W/O乳化-离子交联法制备海藻酸钠微球。考察了内外部固化方法、油/水相体积比、乳化剂用量、搅拌速度以及海藻酸钠溶液质量分数等主要工艺参数对微球形貌、粒径大小及分布的影响,从而确定较为理想的微球制备工艺。实验结果显示,当油/水相体积比1∶1、乳化剂用量为6滴司盘-80和2滴吐温-80、搅拌速度500 r/min、海藻酸钠溶液质量分数为2%以及使用外部固化法时,制备得到的海藻酸钠微球球形度较好,粒径分布较窄,主要在7μm~40μm范围内,其在水中分散性良好。在所有工艺条件中,水相中海藻酸钠的质量分数对微球粒径和分散性起主要作用。     

陶瓷膜乳化法制备油包水乳状液的初步研究

以亲水性氧化锆膜为乳化媒介 ,煤油为连续相 ,纯净水为分散相 ,在有表面活性剂存在的条件下 ,采用一体式陶瓷外膜乳化装置直接制备W/O乳液。比较了不同种类表面活性剂对乳化效果的影响 ;研究了表面活性剂对界面张力的影响。结果表明 :用亲水性陶瓷外膜直接乳化法制得的W/O乳液均一、稳定 ;在转速为 490rpm ,操作压力为 0 .1MPa,表面活性剂浓度为 1× 1 0 - 4 mol/L的条件下 ,在分散水相中加入阳离子表面活性剂CTAB制备W/O乳液效果最好 ,乳液粒径在 1～ 2 μm左右 ,阴离子表面活性剂SDS制乳效果其次 ,非离子表面活性剂OP最差 ;当水中加入的表面活性剂CTAB、SDS、OP浓度皆为 1× 1 0 - 4 mol/L时 ,对应的水 -煤油界面张力分别降至 1 2 .0 3mN/m、2 3.2 8mN/m、2 4 .64mN/m。     

流体物性对新型并联微通道器内乳化的影响

文中研究了两相流在一种新型并联微通道器内制备单分散性乳液的影响因素.分别以不同物性的油(纯油、质量分数为0.3%的span83、质量分数为0.4%的span83)作为连续相、水作为分散相在微通道内乳化,研究和讨论了流速比、表面张力、毛细管数(Ca)对乳液多分散性和液滴浓度的影响.数值模拟和实验结果表明:16个Y型树枝状并联微通道器不仅可以提供完美的流量分布,而且能够制备优质的单分散性乳液(多分散度Pw≤5.8%),并且其能量消耗率低于35 J/kg;毛细管数对微通道乳化工程有着显著的影响,当Ca≤0.01时,生成的乳液具有更好的单分散性;随着两相流表面张力的升高,乳液单分散性越来越好,但乳液液滴浓度会相应地减小.当表面张力为27.6 m N/m时,水-纯油乳液的Pw为3.0%~5.8%,而水-0.3%span83乳液体系的多分散性值仅为其值的1/2.     

微乳液法制备Fe_3O_4纳米颗粒

利用微乳液法制备纳米Fe3O4颗粒,以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,甲苯作为油相,Fe3+与Fe2+水溶液和NaOH水溶液为水相形成W/O乳浊液,制备出单分散、高磁性的纳米级Fe3O4颗粒。经XRD、TEM、SEM分析Fe3+与Fe2+的摩尔比、乳化温度(T)、表面活性剂用量(m)、乳化时间(t)等参数对结果的影响。研究表明:当Fe3+与Fe2+摩尔比n(Fe3+)∶n(Fe2+)=1.75∶1、乳化温度T=80℃、表面活性剂用量m=1.0 g、乳化时间t=1.0 h时,产物粒径小,表现为超顺磁性。     

微乳液法制备纳米Al2(WO4)3

对微乳液法制备纳米Al2(WO4)3进行了研究.分别以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和二(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠(AOT)为表面活性剂,在表面活性剂-正辛烷-盐水体系的W/O微乳液区成功地合成了纳米Al2(WO4)3.实验结果表明,以AOT为表面活性剂的微乳液体系制备的纳米Al2(WO4)3颗粒小,粒度分布均匀,其颗粒大小在40 nm左右且为球形.同时还在CTAB/正丁醇-正辛烷-盐水体系的W/O微乳液区、O/W微乳液区和液晶区合成了Al2(WO4)3,并将产物进行了比较.结果表明,在W/O微乳液区能够合成出粒度分布较均匀且粒径在100 nm以内的纳米Al2(WO4)3.     

双重乳液法制备环氧树脂中空微球及其性能

利用W_1/O/W_2双重乳液法制备环氧树脂中空微球。研究了内水相(W_1)质量分数、外水相(W_2)温度及环氧预聚合时间等重要工艺参数对环氧树脂中空微球形貌的影响。通过扫描电子显微镜、激光粒度测试、红外光谱和热失重分析对环氧树脂中空微球进行了表征。结果表明:制备的环氧树脂中空微球具有较好的中空结构,其粒径约20μm,壁厚约5μm;粒径分布范围为10～100μm,体积加权平均粒径为35. 7μm;红外光谱结果表明所制备的环氧树脂中空微球固化较完全;热失重结果表明环氧树脂中空微球的热分解起始温度为316℃,质量保存率为15%。     

水/OP-正已醇/环已烷微乳液性能及Fe3O4粒子制备

利用水／OP-正已醇／环已烷微乳液作为反相胶束微反应器，通过调节微反应器中的溶水量，制备微米级的Fe2O4，并考察水／OP-正已醇／环已烷微乳液的性能。结果得到，微乳液法制备Fe2O4的最佳工艺条件为：表面活性剂OP与助表面活性剂环已醇之比为3：2，水相为Fe^2 ：Fe^3 =2：1的水溶液，乳化温度为30℃。该微乳液法制备Fe2O4的工艺设备简单，制得的粒子粒径较小，且可以通过调节溶水量来改变微液滴反应场的大小，进而控制产物微粒的大小，是制备性能良好Fe3O4微粒较好的体系。     

采用套管式微反应器臭氧氧化降解苯酚水溶液的研究

将新型套管式微反应器应用于苯酚溶液的臭氧氧化处理体系,考察了套管式微反应器微孔孔径、内外管环隙、苯酚溶液初始质量浓度、温度、pH值和气液比等因素对苯酚去除率的影响。结果表明,苯酚去除率随着套管微孔孔径、内外管环隙和苯酚溶液初始质量浓度的增大而减小;随着气液比和温度的增大而增大;而随着溶液pH值的增大,苯酚去除率则先增大后减小。初始质量浓度为100 mg/L的苯酚溶液在pH为11,气液比为13,套管内管孔径为10 μm,内外管环隙为250 μm,温度为25 ℃的条件下,苯酚去除率可达99%以上。     

球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉对Pickering乳液形成的影响

为了提高淀粉颗粒的乳化能力,以球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉为颗粒乳化剂,大豆油为油相,制备水包油型Pickering乳液。采用激光粒度仪、研究级正置显微镜、流变仪等对Pickering乳液外观、液滴粒径、显微形态及动态流变特性进行表征,考察淀粉颗粒质量浓度(1、5、10、20、30mg/mL)和油相体积分数(10%、20%、30%、40%、50%)对乳液稳定性和流变特性的影响。研究发现:增加颗粒质量浓度导致乳化相体积增加,液滴粒径减小;随着油相体积分数的增加,乳化相体积增加,液滴粒径增大。当颗粒质量浓度为20mg/mL,油相体积分数为40%时,乳液的乳析现象明显改善。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒吸附在油/水界面,有效抵抗了液滴聚结,使乳液在储存30d后仍表现出良好的稳定性。流变特性表明:乳液内部存在弹性凝胶网络结构,随着颗粒质量浓度和油相体积分数的增加,液滴间堆积变得更紧密,从而增加了乳液黏度和凝胶强度,使其抵抗形变能力增强。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒具有良好的作为Pickering乳液稳定剂的潜力。     

微通道内纳米流体换热与压降特性

为研究微通道换热和压降特性的影响因素,在当量直径分别为0.923 1,1.333 3和2.000 0 mm的矩形微通道内,以0.1%和0.5%(体积分数)的Al2O3-H2O纳米流体为实验工质,进行无相变以及沸腾传热与流阻特性实验研究,分析雷诺数对努塞尔数和单相流动压降的影响。研究结果表明:增加纳米粒子体积分数对摩擦压降影响较小,而努塞尔数则得到较大提高;在2.0 mm宽槽道内,纳米流体的换热系数比水的换热系数高18%;而0.6 mm宽槽道的换热系数比2.0 mm宽槽道的换热系数提高了近2倍;随着槽道尺寸的减少,摩擦压降显著增大;当雷诺数为800时,0.6 mm和1.0 mm宽槽道摩擦压降分别是2.0 mm宽槽道摩擦压降的23.3倍和4.4倍;热流密度和质量流量增大都将导致摩擦压降增大。     

聚甘油单硬脂酸酯乳化二甲基硅油及乳液表征

用聚甘油单硬脂酸酯复配乳化1 Pa.s的二甲基硅油,考察复配乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB)对乳液体积平均粒径、乳液黏度、乳液离心稳定性的影响以及乳液的耐高温稳定性。结果表明:复配乳化剂HLB值对乳液体积平均粒径、黏度、离心稳定性的影响显著,选择高聚合度的亲水型乳化剂和高聚合度的亲油型乳化剂进行复配乳化,有利于形成稳定的硅油乳液。最佳乳化条件为乳化剂(二聚甘油单硬酯和八聚甘油单硬脂酸酯,HLB=10.5)、硅油和水的质量比为7∶23∶70。在最佳乳化条件下制得的乳液体积平均粒径为8.06μm,黏度为387 mPa.s,固相质量分数差为2.91%。乳液高温稳定性良好,在110℃保持5 h,乳液体积平均粒径增大至11.63μm,固相质量分数差增大至6.12%。     

浊度法用于高凝稠油乳化剂的配方筛选

通过分光光度计测定稀释后下层乳液的浊度随搅拌时间的变化关系,直接表征了乳液的形成和破坏过程,得到了浊度与分散相(油相)体积分数之间的线性关系,阐明了浊度随搅拌时间的变化原因,并从理论上进行了解释。采用该方法分别考察了NaOH质量分数和不同乳化剂对高凝稠油乳化效果的影响,并与相分离法的试验结果进行对比,两者具有较好的吻合性。试验结果表明:浊度法作为一种简单而有效的乳液表征方法,可直接用于高凝稠油乳化剂配方的优化。     

超高速旋转填充床连续可控制备乳液研究

首次提出采用超高速旋转填充床对分散相单独做功连续制备乳液,考察了操作参数和填料规格对乳液粒径和粒径分布的影响规律。研究发现上述操作条件对乳液分散相的粒径和粒径分布具有显著影响,并获得了较优操作条件：转速9 000 r/min,乳化剂质量分数4.2%,油相流量15 L/h,填料类型为3D打印填料;在该条件下制备出平均液滴粒径约为12 μm的乳液。建立了用于预测分散相粒径的数学模型。所得结果为连续、可控、低成本制备乳液提供了一条新途径。     

三元复合体系的乳化性能对驱油效果的影响研究

针对三元复合体系在渗流过程中的乳化问题,使用渗透率为300×10-31、500×10、2 500×10-3μm2三种均质岩心以及平均渗透率1 000×10-3μm2,变异系数为0.65、0.72和0.80的非均质岩心进行乳化体系与未乳化体系驱油实验,分析了驱替过程中的压力变化规律,研究了乳化对驱油效果的影响。结果表明:乳化造成后续水驱期间压力出现波动,含水率也出现了不同程度的降低;乳化体系的驱油效果好于未乳化体系,乳化体系比未乳化体系采收率可提高5%～10%。     

原油乳状液微观组构剖析

 乳化作用对化学驱提高采收率影响很大,但因实验手段限制,对乳状液类型、粒径大小等组构特征如何影响采收率的问题尚未解决。本研究利用激光共聚焦逐层扫描三维重建技术研究乳状液组构,在对乳状液无损的条件下,分析化学驱矿场试验采出液中所产生的乳状液类型、粒径大小和黏度等特性,定性分析乳状液界面膜物质组成。依据采出乳状液的跟踪检测结果,以乳状液中原油物性和油水比为条件,以平均粒径和黏度为指标,使用反演法在实验室内模拟矿场试验采出乳状液。激光共聚焦扫描分析表明,与现场采出乳状液微观组构特征类似的乳状液能够通过反演法由室内实验准确制备;W/O乳状液的液膜主要由饱和烃和沥青质构成,非烃和芳烃以不连续的形式填充于乳状液液滴中。     

脉冲加热下微尺度表面流动沸腾

利用微机电系统(MEMS)加工技术,在梯形微通道内集成特定形状(60 μm×100 μm)的Pt微加热器,通过改变脉冲加热电压及水的流速,采用高速摄像机观察并记录微加热器表面的流动沸腾现象,根据脉冲宽度2 ms下不同流速及热流时微加热器表面的核态沸腾及膜态沸腾现象得到了沸腾流型图.结果表明：在一定流速条件下,随着微加热器的热流增加,核态沸腾及膜态沸腾相继出现在微加热器表面,且核态沸腾开始向膜态沸腾转变;同时,增加水的流速,可使微加热器上发生核态沸腾及膜态沸腾所需的热流量增大.