基于纳米纤维素的Pickering乳液的制备与研究的任务书.docx

基于纳米纤维素的Pickering乳液的制备与研究的任务书
任务书
一、研究背景
Pickering乳液是一种由颗粒作为稳定剂的乳液，其稳定机理主要基于Pickering互相作用和颗粒之间的压缩效应。相比传统的化学稳定剂（如界面活性剂），Pickering乳液的稳定性更加稳定且持久，并且在环境友好型方面更加优秀。其中，纳米纤维素是一种天然的高分子材料，其来源于植物纤维素的细胞壁中，因此其生产成本相对低廉，同时其具有生物可降解性且不会对环境产生污染。因此，将纳米纤维素作为Pickering乳液的稳定剂有着广阔的应用前景。
二、研究内容
1.纳米纤维素的纯化与表征
从天然的植物细胞壁中提取纳米纤维素，通过元素分析、X射线衍射、傅立叶变换红外光谱等手段对其进行纯化及表征。
2.基于纳米纤维素的Pickering乳液的制备
利用超声波法将纳米纤维素分散在油水两相中，通过搅拌等方法制备出基于纳米纤维素的Pickering乳液，研究其稳定性和形态等特性。
3.Pickering乳液的性质表征
使用电子显微镜、稳态动态光散射等表征方法，对制备得到的Pickering乳液的形态、微结构、粒径分布等特性进行表征。
4.影响Pickering乳液稳定性的因素
通过改变纳米纤维素的浓度、油水相比、搅拌速度等因素，探究其对Pickering乳液稳定性的影响。
5.应用前景
探讨基于纳米纤维素的Pickering乳液在食品、化妆品、药品等领域的应用前景，并分析其市场需求和经济价值。
三、研究意义
1.在环境友好型方面，基于纳米纤维素的Pickering乳液具有优良的理化稳定性和生物可降解性，其制备的乳液可广泛应用于食品、医药等行业，对环境影响较小。
2.制备此种Pickering乳液可提高其稳定性和持久性，可作为化学稳定剂的替代品，大幅度降低制造成本，同时提高产品的生产效率。
3.对纳米纤维素的纯化、表征与应用进行研究，拓宽了其在高分子材料领域的应用范围，以及为其进一步研究提供了实验基础和支持。
四、研究方法
采用化学分析、物理表征等实验方法和软件分析技术等手段，从实验实现纳米纤维素的纯化和构成分析、制备高级别Pickering乳液的实验流程探究、实现制备样液体的表征和理化性质的分析比较，以及从行业需求和市场形势等多个角度进行分析。
五、研究计划
1.1-2周完成纳米纤维素的纯化、构成分析等分析实验；
2.2-3周完成纳米纤维素的乳液制备试验，优化生产参数，最终确定制备工艺和稳定条件；
3.2-3周进行制备后的乳液的微观形态表征和粒径分析等测试；
4.1-2周对制备条件和生产参数等因素进行研究；
5.1-2周对该种Pickering乳液的应用前景进行研究。
六、主要参考文献
1.I.R.Yang,T.Sato,S.Okamoto,andT.Kuroda,“StabilizationofOil–WaterInterfacesbyCelluloseNanofibrilsunderAqueousConditions,”Langmuir2011,27,4354−4360.
2.S.Sharma,P.Nieminen,L.Stefanska,A.Sipponen,T.Tenkanen,R.Serimaa,andA.Pikkarainen,“Cellulosenanocrystalsasstabilizersforoil-in-wateremulsions,”ColloidsSurf.A,2009,353,89−98.
3.R.Cao,C.Han,H.Liu,andG.Dong,“PickeringEmulsionsBasedonNanocellulose:AdvancesandChallenges,”ACSSustain.Chem.Eng.2016,4,578–590.