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微乳液法制备纳米材料
仇乐乐
摘要：本文介绍了使用微乳液法制备纳米材料的一些基本理论和应用。从微乳液的定义、
形成和稳定性理论方面简单的介绍了微乳液。又从微乳液制备纳米材料的原理和制备出的纳
米粒子的特点方面介绍了微乳液法的一些基本知识。接着又着重讲述了从微乳液法制备纳米
材料的影响因素和应用。最后对微乳液法制备纳米材料做了总结和展望。
关键词：微乳液，纳米材料，影响因素，应用
一、引言
微乳液是两种不互溶液体形成的热力学稳定的、各向同性的、外观透明或半透明的分散
体系，微观上由表面活性剂界面膜所稳定的一种或两种液体的微滴所构成。它的特点是使不
相混溶的油、水两相在表面活性剂(有时还要有助表面活性剂)存在下，可以形成稳定均匀的
混合物。因而在医药、农药、化妆品、洗涤剂、燃料等方面得到了广泛的应用。微乳可将类
型广泛的物质增溶在一相中的能力已被作为反应介质用于无机、有机各类反应。当在微乳中
聚合时，可得到纳米级的热力学稳定的胶乳，微乳质点的纳米级范围使得能够利用微乳技术
制备所要求的大小和形状的超细粒子。实验装置简单，操作容易，已引起人们的重视。
二、微乳液内超细颗粒的形成机理
用来制备纳米粒子的微乳液往往是W／O型体系，该体系的水核是一个“微型反应器”，或
叫纳米反应器，水核内超细颗粒的形成机理有三种情况：(1)将两个分别增溶有反应物的微乳
液混合,由于胶团颗粒间的碰撞，发生了水核内物质相互交换或传递，引起核内的化学反应。
由于水核半径是固定的，不同水核内的物质交换不能实现。于是在其中生成的粒子尺寸也就
得到了控制。由此可见，水核的大小控制了超细微粒的最终粒径；(2)一种反应物在增溶的水
核内，另一种以水溶液的形式与前者混合。这时候，水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水
核内，与另一反应物作用产生晶核并生长，产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。超细
颗粒形成后，体系分为两相，其中微乳相含有生成的粒子，可进一步分离得到超细粒子；(3)
一种反应物在增溶的水核内，另一种为气体。将气体通入液相中，充分混合使二者发生反应。
反应仍然局限在胶团内。
三、微乳液的形成和稳定性理论
描述微乳液形成的一个简单形式是把分散相部分考虑成很小的液滴构型熵发生变化，Δ
S可近似的表示为：
conf
其中n为分散相的液滴数，k为Boltzmann常数，φ是分散相的体积分数。缔合自由能的改
B
变可表示为增加的新界面面积所需的自由能ΔAγ,和构型熵之和：
12
2
其中，ΔA是界面面积A的改变量(半径为r的液滴面积为4πr)，γ是在温度T(Kelvin)的1
12
相和2相(如油相和水相)之间界面张力。分散时小液滴数增加且ΔS是正值，如果表面活性
conf
剂能将界面张力降到足够低，式中的能量项ΔAγ相对较小且是正值，这样允许负的并且是
12
有利的自由能变化就可自发形成微乳液。
-1
在无表面活性剂的油-水体系中γ是50mN.m级的,在形成微乳液的过程中界面面积Δ
o/w
45
A较大通常因数是10至10这样在无表面活性剂时式中的第二项数量级就是1000kT为了满足
B
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