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摘 要

本文采用氧化石墨烯代替普通乳化剂来制作Pickering乳液，并研究在不同水油比、氧化石墨烯浓度、pH、NaCl浓度对乳液稳定性的影响。通过一系列的实验，我们得出数据，实验结果表明： 1. 水油比为7:3的时候氧化石墨烯稳定的Pickering乳液最稳定。2. 氧化石墨烯浓度在3 mg/mL以上时，Pickering乳液最稳定。3.在pH=1的时候氧化石墨烯稳定的Pickering乳液最稳定。4. 在NaCl浓度为5 mg/mL时，氧化石墨烯稳定的Pickering乳液最稳定。

关键词：GO，氧化石墨烯，Pickering乳液，稳定性

Preparation of Pickering Emulsions Stabilized by Graphene Oxide and Study on Its Stability

Abstract

In this paper, we use Graphene Oxide (GO) to make Pickering Emulsion in place of ordinary emulsifier. The effects of the oil/water ratio, GO concentration, and the pH value on the stability of these emulsions were investigated. Through a series of experiments, the following conclusions were got: 1. The Pickering Emulsion is most stable when water/oil ratio is 7:3 2. While GO concentration is above 3 mg/mL, the emulsion is more stable. 3. The Pickering Emulsion is most stable when the pH value is about 1. 4. When NaCl concentration is about 5 mg/mL the Pickering Emulsion has the best stability.

Key words: GO, Graphene Oxide, Pickering Emulsion, Stability

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 概述 1

1.1 Pickering乳液 1

1.2 氧化石墨烯概述 2

1.3 Pickering乳液稳定性的影响因素 3

1.4 Pickering乳液的应用前景 5

第二章 实验部分 7

2.1 实验原料与仪器设备 7

2.2 实验分组 7

2.3 氧化石墨烯的制备 8

2.4 氧化石墨烯分散液的制备 8

2.5 GO稳定的Pickering乳液的制备 9

2.6 显微镜下观察乳液液滴尺寸 9

2.7 拍摄乳液分层情况 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 水油比 10

3.2 GO浓度 13

3.3 pH值 16

3.4 NaCl浓度 19

3.5 比较 22

第四章 结论 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 概述

• 1. Pickering乳液

乳液是有两种互不相溶的液相组成的分散体系，一种是分散相，一种是连续相，分散相以液滴的形式分散于连续相中。由于两相的不相溶，所以，乳液是一种热力学不稳定体系，要想获得稳定的乳液体系，必须向乳液中加入乳化剂，乳化剂分子有亲水性的极性基团和疏水性的非极性基团组成，乳液体系在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌，使得油相在水中分散成稳定的乳状液。

Pickering乳液是由吸附到两相界面的固体微粒（如胶体SiO2）稳定的乳浊液。20世纪初，Ramsden等发现将不溶性固体粉末与水和一些有机溶剂进行混合分散时，固体粉末包裹在水相液滴的表面，形成一个固体壳层；当液滴相互碰撞时，固体壳层对液滴的变形和聚集起到阻碍作用，形成较为稳定的乳液，即胶体粒子稳定乳液。之后，Pickering对这种乳液体系进行了深入的研究，因此，这类乳液也被称为Pickering乳液。

与传统表面活性剂稳定的乳液相比较,Pickering乳液具有其自身的优势:(1)可以大大降低乳化剂的用量,节约成本;(2) 对人体的毒害作用远小于表面活性剂;(3)对环境友好;(4)乳液稳定性强,不易受体系pH值、盐浓度、温度及油相组成等因素的影响。因此,固体颗粒稳定的乳液在食品、化妆品、医药等领域均有着重要的应用价值。

表面活性剂稳定的乳液一般是乳白色的，制成微乳液将会是透明的，乳液液滴粒径一般为几百纳米，微乳液液滴粒径可达到几十纳米。但是，Pickering乳液由于固体粒子的存在，乳液颜色很不一样，乳白色、灰黑色、褐色甚至黑色均有可能，其液滴粒径一般在10μm 以上，有的体系甚至到毫米级。

Pickering乳液的基本构成是：油相、水相和颗粒乳化剂，水相中可能含有一定量的电解质，所有的组分都要经过高速均质或超声乳化，得到均一的Pickering乳液。与传统表面活性剂稳定的乳液相比，Pickering乳液的乳化过程较为严格。由于固体颗粒本身并不会溶解于任何一相，或容易被水相润湿或容易被油相润湿，因此充分混合是固体颗粒润湿的关键步骤，也是制备、研究稳定Pickering乳液的前提。也正是由于这个原因，人们在实际制备Pickering乳液的过程中，往往要先对固体颗粒进行化学接枝或物理参杂等表面改性，以提高固体颗粒的润湿性。追踪最近几年的相关报道可以发现，Pickering乳液的制备一般可以分为三种情况：1、由单一固体颗粒稳定的Pickering乳液；2、固体颗粒协同表面活性剂稳定得到的Pickering乳液；3、环境刺激响应型Pickering乳液。

• 1. 氧化石墨烯概述

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体（monocrystalline silicon）高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

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