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在乳液催化反应、污水处理和石油预处理及后处理等行业中,破乳都是极为重要的一个步骤。因此,设计可以在外部环境的刺激下,在成乳和破乳之间转换的乳液是一个很有意义的课题。在催化领域,如果乳液可以根据需求在成乳和破乳之间反复,就能避免使用繁琐、费时、耗能的传统方法,反应的的开关、油相和水相的分离、催化剂的分离也会变得很容易。在石油化学产品、冶金和运输行业中,会产生大量的O/W型或 W/O型乳液的废水,破乳是关键的一个步骤。另外,在石油从油井中产生时会形成乳液,在运输时必须将水从中分离出来。鉴于以上对于破乳的需求,我们制备出pH响应型的乳液。 在Pickering乳液的各种乳化剂中,无机颗粒二氧化硅由于来源广泛、富含羟基等特点被广泛的研究,而对具有同样特征,甚至在很多方面如耐酸碱、应用等方面有更多优势的二氧化钛的研究则很少。因此,我们制备了甲基-TiO2、丙基-TiO2、氨丙基-TiO2、苯基-TiO2、辛基-TiO2这5种硅烷修饰的二氧化钛纳米粒子,研究了它们在甲苯和水体系中对于酸碱的响应,发现氨丙基-TiO2纳米粒子形成的乳液对于酸碱度有依赖性,最初制备出稳定的Pickering乳液,加酸后乳液破裂;加碱后,乳液再次形成。为了进一步研究这些粒子的乳化能力,我们还探究了在另外三种油相中成乳和破乳情况,通过氮吸附、Zeta电位、红外、XPS、共聚焦显微镜等多种表征方式对其成乳破乳的原因进行研究。 表征结果表明氨丙基三甲氧基硅烷被嫁接到TiO2纳米粒子的表面,证明乳液能够破裂的原因是加酸后氨丙基三甲氧基硅烷链上的氨丙基被质子化,使得纳米粒子的润湿性改变,变得更亲水,因而粒子从乳滴的界面脱离而分散在水相中,乳液破裂,加碱后氨丙基去质子化,纳米粒子的亲水性减弱,重新形成稳定的乳液。