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微化工技术的发展为化工过程的强化和优化开辟了新的途径，但固体颗粒在微通道内的堵塞和更换问题限制了其在多相催化体系中的应用。为此，本论文提出了一种基于Pickering乳液的微通道多相操作的方法，将固体颗粒在Pickering乳液内部通过自组装包裹乳滴，因其表面能得到较大程度释放，可减小或杜绝固体颗粒与微通道壁面的接触、黏附，从而缓解或避免固体颗粒引起的通道堵塞。为了解微通道内Pickering乳液的多相流动机制，本论文系统研究了不同操作条件下水-Pickering乳液体系（PES）的流动行为和动力学特性，具体研究内容如下：
首先，通过研究Pickering乳液稳定性的影响因素，筛选出乳液的最优制备条件。结果表明，在考察条件范围内，颗粒的尺寸、添加量及其表面疏水程度均对乳液稳定具有重要影响。在此研究基础上，本论文选取甲基三甲氧基硅烷改性的20nmSiO2纳米颗粒为乳化剂、乙酸乙酯为油相，制备W/O型Pickering乳液。
其次，在宽为0.3mm、截面形状为近似正方形的玻璃T型微通道内，系统对比研究了水-Pickering乳液（PES）、水-乙酸乙酯（含SiO2固体颗粒悬浮粒子，SS）和水-乙酸乙酯（含甲基硅油，VFS）等三类典型体系的流动特性。结果表明：PES和VFS体系均可形成稳定的层流、弹状流、单分散液滴流和喷射液滴流；液滴尺寸随两相体积流量比、连续相体积流量、Ca数和粘度比的增大而逐渐减小，随分散相体积流量逐渐增加而增大；SiO2固体颗粒的尺寸、添加量、表面疏水程度均对Pickering乳滴的稳定态尺寸大小有重要影响，从而影响Pickering乳液内部W/S/O乳滴的运动行为及微通道内形成的分散相液滴颈部宽度（δ），最终影响液滴的流动状态和形成机理；建立了液滴尺寸（LD/w）与Qd/Qc、μd/μc和Ca数的经验关联式，预测值与实验值吻合较好（±15%以内）。由于悬浮液中的固体颗粒易于黏附通道内壁，堵塞通道，故SS体系在微通道内无法形成稳定的分散流型，且液滴尺寸规律性差。
最后，深入分析了三种体系的液滴形成过程和Pickering乳液内部微乳滴的运动行为。液滴的形成归因于惯性力（F c，Fd）、界面力（Fγ）、粘性剪切力（Fμ）和连续相压力（Pneck，Ptip）之间的动态竞争。Pickering乳液内W/S/O乳滴（Ph2-1）的运动行为受曳力（FD）、S/O界面张力（σ）、微通道壁限制、Basset力、附加质量力、Magnus力、Saffman力以及相邻乳滴之间的碰撞和排斥力决定；在T型交汇处，Ph2-1运动轨迹呈顺时针，主通道内的Ph2-1运动轨迹趋于直线。
首先，通过研究Pickering乳液稳定性的影响因素，筛选出乳液的最优制备条件。结果表明，在考察条件范围内，颗粒的尺寸、添加量及其表面疏水程度均对乳液稳定具有重要影响。在此研究基础上，本论文选取甲基三甲氧基硅烷改性的20nmSiO2纳米颗粒为乳化剂、乙酸乙酯为油相，制备W/O型Pickering乳液。
其次，在宽为0.3mm、截面形状为近似正方形的玻璃T型微通道内，系统对比研究了水-Pickering乳液（PES）、水-乙酸乙酯（含SiO2固体颗粒悬浮粒子，SS）和水-乙酸乙酯（含甲基硅油，VFS）等三类典型体系的流动特性。结果表明：PES和VFS体系均可形成稳定的层流、弹状流、单分散液滴流和喷射液滴流；液滴尺寸随两相体积流量比、连续相体积流量、Ca数和粘度比的增大而逐渐减小，随分散相体积流量逐渐增加而增大；SiO2固体颗粒的尺寸、添加量、表面疏水程度均对Pickering乳滴的稳定态尺寸大小有重要影响，从而影响Pickering乳液内部W/S/O乳滴的运动行为及微通道内形成的分散相液滴颈部宽度（δ），最终影响液滴的流动状态和形成机理；建立了液滴尺寸（LD/w）与Qd/Qc、μd/μc和Ca数的经验关联式，预测值与实验值吻合较好（±15%以内）。由于悬浮液中的固体颗粒易于黏附通道内壁，堵塞通道，故SS体系在微通道内无法形成稳定的分散流型，且液滴尺寸规律性差。
最后，深入分析了三种体系的液滴形成过程和Pickering乳液内部微乳滴的运动行为。液滴的形成归因于惯性力（F c，Fd）、界面力（Fγ）、粘性剪切力（Fμ）和连续相压力（Pneck，Ptip）之间的动态竞争。Pickering乳液内W/S/O乳滴（Ph2-1）的运动行为受曳力（FD）、S/O界面张力（σ）、微通道壁限制、Basset力、附加质量力、Magnus力、Saffman力以及相邻乳滴之间的碰撞和排斥力决定；在T型交汇处，Ph2-1运动轨迹呈顺时针，主通道内的Ph2-1运动轨迹趋于直线。