纳米微乳技术定义及发展解析

纳米微乳技术定义及发展解析

微乳（Microemulsion）是一个由油—水—表面活性剂—助表面活性剂组成的，具有热力稳定和各向同性的、清沏的多组分散体系。由于微乳液中分散相质点的半径通常在10～100nm之间，所以，微乳液也称纳米乳液。微乳液的理论、微乳技术和应用在过去的二十多年中得到了迅速的发展，特别是在石油危机的70年代,微乳技术在三次采油中所显示出来的巨大作用使微乳技术与应用迅速成为界面化学的一个十分重要而活跃的分支。90年代以来，除了在三次采油中的获得了更深入、更广泛的应用外，微乳的应用已扩展渗透剂在纳米材料合成、日用化工、精细化工、石油化工、生物技术以及环境科学等领域[3]。

表面活性剂在纳米乳液形成过程中起着决定性的作用。

1 纳米乳液的形成、结构与性质

1.1 纳米乳液的形成与稳定

纳米乳液与普通乳液有相似之处，即均有O/W型和W/O型，但也有两点根本的区别：⑴普通乳液的形成一般需要外界提供能量，如搅拌、超声振荡等处理才能形成；而纳米乳液则是自动形成的，无需外界提供能量；⑵普通乳液是热力学不稳定 体系，存放过程中会发生聚结而zui终分离成油、水两相；而纳米乳液是热力学稳定体系，不会发生聚结，即使在超离心作用下出现暂时分层现象，一旦取消离心力场，分层现象即消失，体系又自动恢复到原来的稳定体系。

纳米乳液的性质

随着纳米乳液体系类型的变化，体系的一系列物理化学性质均有显著的变化。例如，纳米乳液体系中共存的各相的体积分数、油和水的增容量、界面张力、电导率、接触角、粘度等均出现有规律的变化[10]。增溶作用和超低界面张力是微乳两个zui重要的性质，也正是这两个特性决定了纳米乳液在实际领域中的应用。例如，在三次采油中，要求注入的表面活性剂溶液与原油之间的界面张力达到10-3-10-5mN/m超低水平，并能自发形成纳米乳液以增溶大量的原油达到增产目的。

纳米乳液化技术的应用展望

纳米乳液的超低界面张力以及随之产生的*增溶和乳化作用是纳米乳液应用的重要基础。在过去的十几年中，纳米乳液在三次采油、农药微乳剂、医药微胶囊等领域中的应用迅速兴起。伴随着人们对纳米乳液基础理论愈来愈深入的研究，人们对纳米乳液乳化技术在石油、农药、医药、日化、涂料、皮革、染整及新型有机合成等领域中的应用研究也有了愈来愈广泛、深入和迅速的发展。

纳米乳液在生化环保方面的应用

环境保护是当今人类面临的共性问题。化学工业是造成环境污染的主要根源之一。各种燃料油、有机溶剂以及含氯烃类，它们或渗入地下，或飘浮于水面，或积聚于空气中，是引起环境污染的重要因素。利用表面活性剂的两亲特性配制成纳米乳液来清除地下、水中和气体中的油性污染性的技术正引起人们愈来愈多的关注。

目前，一些发达国家开始研究那些被各类油污污染的土壤修复和水质保护问题，例如，美国佛罗里达大学已有两个专门的小组在从事土壤修复和水资源保护研究，他们采用水—醇—表面活性剂的纳米乳液乳化技术清除军事基地土壤中的燃料油、氯代烃和焦油等。德国的Schwuger[11]等正在采用纳米乳液技术清除污土中的油性污物。