無機納米粒SiO2穩(wěn)定Pickering乳液的研究進展

摘 要：文章對無機納米粒SiO2穩(wěn)定Pickering乳液的制備方法進行簡述，分為傳統(tǒng)法、微通道乳化法、借助表面活性劑法以及表面活性劑與納米SiO2協(xié)同乳化法等方法，提出其在實際應用中的情況，并對未來的發(fā)展進行展望。

關鍵詞：無機納米粒SiO2；Pickering乳液；研究進展

上世紀初，人們發(fā)現(xiàn)固體粒子能夠在油水界面上穩(wěn)定的存在，使得分散相的油滴能夠避免出現(xiàn)碰撞，出現(xiàn)變形和聚并，使得乳液更加穩(wěn)定，人們稱之為Pickering乳化劑，被固體粒子穩(wěn)定的乳液叫做Pickering乳液。近些年來，Pickering乳液逐漸受到了人們的關注，Pickering乳液的使用能夠減少乳化劑的使用數(shù)量，減少成本，防治環(huán)境污染嚴重。Pickering乳液的應用價值極為重要。納米粒SiO2，其表面活性、增強性、生物相容性等都比較強，可以被做為Pickering乳液的穩(wěn)定劑。

1 制備納米SiO2穩(wěn)定Pickering乳液的方法概述分析

制備無機納米粒SiO2穩(wěn)定Pickering乳液的方法主要有以下四種，即傳統(tǒng)法、微通道乳化法、借助表面活性劑法、表面活性劑與納米SiO2協(xié)同乳化法等。[1]

1.1 傳統(tǒng)法

傳統(tǒng)法也就是將無機納米粒SiO2分散到水相或者是油相中，形成分布均勻的分散液，將分散液加入到合適的油相或者水相中，然后進行高速的攪拌，振蕩等，從而獲得Pickering乳液。

1.2 微通道乳化法

這種方法是在1997年由日本提出的，也就是利用尺寸均勻的微通道，通過加壓的方法將分散相壓入到連續(xù)相中，在界面張力的影響下，使分散相能夠形成大小相同的液滴，然后將其分散到連續(xù)相中，獲得乳狀液。乳液滴表面上的SiO2粒子有比較厚的包裹層，能夠形成大小相同的乳液滴，并且其穩(wěn)定性也比較好。相比于傳統(tǒng)的制備方法，微通道乳化法不用高速的剪切，乳液比較穩(wěn)定，而且乳液的滴粒直徑比較小，大小是比較均勻的。

1.3 借助表面活性劑法

Kahn等在對表面活性劑穩(wěn)定的水包油型傳統(tǒng)乳液進行制備過程中，將表面活性劑通過透析法去除掉，并利用疏水納米SiO2粒子進行置換工作，得到與原有乳液粒度相同的Pickering乳液。

1.4 表面活性劑與納米SiO2協(xié)同乳化法

將表面活性物質加入到帶有納米SiO2的乳液中，使得納米SiO2顆粒表面的潤濕性發(fā)生變化，使得顆粒間實現(xiàn)絮凝[2]促進油/水界面的張力減小，從而得到比較穩(wěn)定的Pickering乳液。納米SiO2與表面活性劑之間有著能夠對乳液協(xié)調(diào)穩(wěn)定的能力，所以乳液的穩(wěn)定性要明顯高于只使用納米SiO2的效果。

2 納米粒SiO2穩(wěn)定Pickering乳液的具體應用分析

2.1 藥物緩釋中的應用

將SiO2作為Pickering乳化劑，結合反相Pickering乳液聚合的方法制備出微膠囊，并將微膠囊應用到藥物的緩釋中。Zhang等將改性的納米SiO2粒子作為穩(wěn)定劑，利用反相Pickering乳液聚合制備出混合膠囊，再增加厚壁的厚度，提升釋放介質的溫度等方法使得藥物釋放的速率得以降低。

Pickering乳液聚合的方法制備出微膠囊能夠使液滴的聚結得以有效地避免，[3]使其穩(wěn)定性更高，更為主要的是，藥物的保護、藥物的釋放等都可以通過界面微粒層得以提升，能夠用于難溶性藥物的改善上，并有著巨大的潛力。馬鳳琴等提出利用SiO2對含藥乳液進行穩(wěn)定時，需要先制備得出單分散裸露液滴，并保證其穩(wěn)定性。然而在實際中，常見的藥用油相自身沒有足夠的穩(wěn)定性，無法順利的制備出單分散的液滴，當液滴被微粒進一步包裹時，容易出現(xiàn)分層或者是破乳的情況，使得體系不夠穩(wěn)定，或者是穩(wěn)定的液滴粒子直徑達到微米級，在給藥上會受到制約。但是納米SiO2穩(wěn)定乳液在藥物釋放中應用依舊有很重要的價值。

2.2 萃取、分離中的應用

固體粒子包裹著Pickering乳液的液滴，其有一定的剛性，可以被用作固定床的填料，萃取的過程與固定床連續(xù)吸附的過程基本上是一樣的。在染料廢水中，甲基紫是比較常見的污染物，Liu等納米SiO2穩(wěn)定的水包油型Pickering乳液當作一種媒介，吸附、再提取水溶液中的甲基紫，[4]并進行分離，使其取代傳統(tǒng)的固體填料，分離過程可以使用間歇式或者是連續(xù)式，這兩種形式都能夠取得良好的效果。

2.3 制備功能性材料中的應用

通過Pickering法，將納米SiO2與聚合物相結合，制備出結構和功能都比較特殊的納米復合材料，其有著潛在的應用價值。

首先是對復合微球進行制備，在制備復合微球時，通常將納米SiO2粉體和溶膠作為穩(wěn)定劑使用。

將納米SiO2粉體用作油/水界面穩(wěn)定劑對復合微球進行制備時，通常需要改變將納米SiO2粉體的性質，保證其能夠得到合適的親疏水效果，然后通過攪拌、剪切、乳化等方法獲得Pickering乳液滴，然后再使用引發(fā)劑使得油相中的單體能夠出現(xiàn)聚合，從而得到有機、無機復合微球。

納米SiO2溶膠表面羥基親水，并呈現(xiàn)出酸性和負電性，通常使用陽離子單體、引發(fā)劑等，使其與納米SiO2溶膠產(chǎn)生靜電，從而能夠吸附在有機顆粒的表面上，使得有機物得以穩(wěn)定，制備出復合微球。

其次是對Janus粒子進行制備。Janus粒子具有幾何不對稱的特點，因而得到很多研究人員的關注，這種不對稱不僅是形貌上的，也是微球兩面在化學組成以及性能方面存在不對稱性。在制備Janus粒子時使用Pickering乳液模板的方法是比較有效的，通過納米SiO2粒子穩(wěn)定Pickering乳液，獲得Pickering乳液模板的微球，再改性微球的SiO2粒子，進而獲得Janus粒子。通過這種方法能夠提高目標材料的獲得數(shù)量，由于兩種介質是存在差異的，更容易出現(xiàn)多樣化的局部改性反應。

3 結束語

總而言之，納米粒SiO2穩(wěn)定Pickering乳液的研究逐漸受到關注和重視，納米粒SiO2由于其自身的良好性質，在作為Pickering乳液穩(wěn)定劑上得到了廣泛的應用，并取得了一定的效果。

參考文獻

[1]高黨鴿，段羲穎，呂斌，等.納米SiO2穩(wěn)定Pickering乳液的研究進展[J].印染，2015，04：50-54.

[2]程春風，李嘉誠，顏慧瓊，等.海藻酸衍生物活化二氧化硅納米粒制備Pickering乳液[J].日用化學工業(yè)，2014，05：241-246.

[3]劉瑞雪，段瑞卿，岳英英，等.固體顆粒穩(wěn)定的Pickering乳液及其聚合研究述評[J].鄭州輕工業(yè)學院學報（自然科學版），2014，05：17-22.

[4]陳秀瓊，顏慧瓊，馮玉紅，等.海藻酸辛酰胺的制備及其協(xié)同氨基SiO2納米粒穩(wěn)定液體石蠟/水乳液的研究[J].日用化學工業(yè)，

2016，04：219-225+242.