Pickering乳液的制备及应用研究
西安科技大学
硕士学位论文Pickering乳液的制备及应用研究
姓名：刘登卫
申请学位级别：硕士
专业：化学工艺
指导教师：贺拥军
2011
论文题目：Pickering乳液的制备及应用研究
专 业：化学工艺
硕 士 生：刘登卫(签名) 指导教师：贺拥军(签名)
摘 要
Pickering乳液是以固体粒子替代传统化学乳化剂制得的热力学和动力学均稳定的分散体系。Pickering乳液由于其成本低、无毒和环保等特性，在食品、医药和化妆品等领域具有重要的应用价值。本文以固体粒子为乳化剂制备了稳定的Pickering乳液，考察了影响Pickering乳液形成和稳定性的因素，并研究了Pickering乳液作为分离介质的应用性能。
采用St?ber法制备了SiO2粒子，用直接沉淀法制备了ZnO粒子和MgO粒子，利用晶相生长逐层包覆的方法制备了SiO2/ZnO复合粒子，讨论了反应物浓度、滴加方式和滴加速度等因素对固体粒子形貌和分散性的影响。SEM测试表明，SiO2粒子分散性良好，平均粒径约为300 nm；ZnO粒子呈针状结构，平均直径为20 nm；ZnO在SiO2表面分布不均，改变锌盐溶液的浓度和滴加速度，可以得到ZnO组分含量不同的SiO2/ZnO复合粒子；MgO粒子有球形和立方晶形结构，平均粒径约为100 nm。FTIR检测表明，SiO2、ZnO、SiO2/ZnO和MgO粒子表面均有大量的羟基。XRD分析证明，MgO结晶度较高。
以SiO2、ZnO、SiO2/ZnO和MgO粒子为乳化剂，制备了O/W型Pickering乳液，考察了固体粒子种类、复合粒子组分含量、油水体积比、连续相中电解质和表面活性剂等因素对乳液稳定性的影响。以三氯甲烷为油相时，基于SiO2和ZnO制备的乳液很不稳定，而SiO2/ZnO和MgO均能得到稳定的乳液，且SiO2/ZnO中ZnO组分含量越高，乳液滴越小。在MgO稳定的三氯甲烷/水乳液中，增加油水体积比，乳液稳定性下降，但没有发生相转变。当连续相中电解质浓度增加时，乳液稳定性下降，且Na2CO3比NaCl 的作用强。给MgO稳定的三氯甲烷/水乳液中加入表面活性剂，乳液滴变小且更稳定；给表面活性剂稳定的三氯甲烷/水乳液中加入固体粒子，乳液滴平均直径增大而稳定性也增加。
以SiO2/ZnO稳定的三氯甲烷-苯乙烯/水乳液为介质，进行了静态和动态分离甲基紫的研究。在静态分离下，Pickering乳液在30 min内就趋于分离饱和，温度对分离效果的影响不大，而增加乳液量和增大甲基紫水溶液浓度可以提高乳液分离能力，分离前后乳液滴的形貌变化不大。在动态分离下，增加Pickering乳液量、降低甲基紫溶液进水
浓度和流速，可以延长穿透时间和提高乳液分离能力，分离后乳液滴发生了凹陷、扁平等变形。
以MgO稳定的三氯甲烷/水乳液为介质，进行了苯胺的静态和动态分离。在静态分离下，Pickering乳液在10 min以就达到了最大分离量，增加乳液量和分离级数，分离效率提高；增大MgO用量，分离效率先增大后减小。单级分离效率低于70%，三级分离效率超过98%，分离前后乳液滴的形貌变化不大。在动态分离下，增加乳液用量、减小进水流速和进水浓度，穿透时间延长。
关 键 词：固体粒子；Pickering乳液；稳定性；甲基紫；苯胺；分离
研究类型：基础研究
Subject: Study on the Preparation and Application of Pickering Emulsions
Specialty ：Chemical Technology
Name ：Liu Dengwei (Signature)
Instructor ：He Yongjun(Signature)
ABSTRACT
As a thermodynamic and dynamic stability system, solid-stabilized emulsions are stabilized by solid particles as emulsifiers instead of traditional chemical surfactants, which are often called Pickering emulsions. Because of low cost, non-toxic and environmental, Pickering emulsions play an important role in food, pharmaceutical and cosmetics et al. In this paper, Pickering emulsions stabilized by single and composite particles were prepared, the factors influenced the stability of Pickering emulsions were discussed, and the application in separation process of Pickering emulsions was investigated.
Using St?ber method, SiO2 particles were prepared by hydrolysis reaction of tetraethoxysilane (TEOS). ZnO and MgO particles were prepared by direct precipitation method. SiO2/ZnO composite particles were prepared with a layer by layer method by coating ZnO on the surface of SiO2 particles. SEM showed that SiO2 particles were dispersed well and spherical with an average diameter of 300 nm, ZnO particles were needle-like morphology with an average size of 20 nm, MgO particles had both spherical and dubic crystal structure with an average diameter of 100 nm, ZnO were uneven distributed on the surface of SiO2 and different components composite particles could be prepared by changing the concentration of zinc salt solution and the drops of liquid speed. FTIR showed that a large number of hydroxyl groups on the surface of SiO2, ZnO, SiO2/ZnO and MgO. XRD confirmed MgO had a high degree of crystallization.
The oil-in-water Pickering emulsions stabilized by SiO2, ZnO, SiO2/ZnO and MgO particles as emulsifiers were prepared, and the factors of solid particles type, component content of composite particles, oil-water ratio, electrolyte in continuous phase and surfactants on the formation and stability of the emulsions were investigated. The results showed that the emulsions stabilized by SiO2/ZnO and MgO were very stable, but by SiO2 and ZnO were not
while chloroform as oil phase. The stability of Pickering emulsions stabilized by MgO decreased when oil-water ratio increased, but no phase inversion occurred. The stability decreased when electrolyte concentration was high, and Na2CO3 was stronger than NaCl. The droplets became smaller and much more stable when surfactants were added in the emulsions stabilized by MgO particles as emulsifier and chloroform as oil, and joined solid particles to the chloroform in water emulsions stabilized by surfactants, the size and the stability of the droplets were increased.
The static and dynamic separation of methyl violet based on the chloroform-styrene in water emulsions stabilized by SiO2/ZnO particles. The results showed that Pickering emulsions tended to separation saturation with in 30 min, but temperature had little influence, the separation efficiency could be improved by increasing the amount of emulsions and the concentration of methyl violet on the static separation, and the droplets changed little before and after separation. The penetration time extended and the separation ability of methyl violet increased when increasing the amount of the emulsions, decreasing the concentration of methyl violet and flow rate, and the droplets changed depression, flat and so on.
The static and dynamic separation of aniline was carried out with Pickering emulsions as separation media. The results showed that Pickering emulsions reached to the maximum capacity, with increasing the amount of emulsions and the extraction stages, the static extraction efficiency increased, increasing MgO particles, the extraction efficiency raised first and then decreased, and the static extraction efficiency of single-stage was 70%, while that of three-stages exceeded 98%. The dynamic extraction behavior of aniline from aqueous solution was similar to that of adsorption procedure in fixed bed, with the increase of the volume amount of Pickering emulsions, the decrease of inlet rate and initial aniline concentration, the dynamic extraction efficiency increased, the penetration time was prolonged and the droplets had large deformation.
Key words: Particles Pickering Emulsions Stability Methyl Violet Aniline Separation
Thesis : Basic Theoretical Research
1 绪论
1 绪论
1.1 研究背景
乳状液(emulsions)是由两种互不相溶的液相组成的分散体系，其中一相(内相或分散相)以液滴的形式分散于另一相(外相或连续相)中。由于存在较大的油/水界面积，乳状液是一种热力学不稳定体系，要获得稳定的乳液(动力学稳定)，必须向体系中加入能够降低其表面张力的第三类物质，即乳化剂。传统的乳化剂主要为表面活性剂及具有表面活性的聚合物，因其能够显著降低界面张力而广泛应用于石油、化工和医药等领域[1]。
早在1903年，Ramsden等[2]发现将不溶性的固体细粉与油性溶剂混合分散时，固体细粉能够包裹在油滴表面，形成的固体壳层有效地阻止了液滴之间的聚结，所形成的稳定乳液被称为固体稳定乳液(Solid Stabilized Emulsions)。到1907年，Pickering[3]对其进行系统而全面的研究工作，正式提出固体粒子稳定乳液的存在，此后，人们将固体粒子定义为Pickering乳化剂，而被固体粒子稳定的乳液则被称为Pickering乳液。近年来，国内外学者在固体粒子稳定乳液方面做了大量研究工作，得出了固体粒子稳定乳液的制备方法、特性及通过固体粒子在油水界面的吸附实验来测定乳液的稳定性，考察了固体粒子稳定乳液的机理和影响因素。图1.1为Pickering乳液的稳定机理示意图。
图1.1 Pickering乳液稳定机理示意图 (a) O/W乳液, (b) W/O乳液Fig.1.1 Schematic diagram of stabilization mechanism of Pickering emulsions (a) O/W, (b) W/O
固体粒子在分散相液滴表面形成一层薄膜，有效地阻止了液滴之间的聚集，得到稳定的油/水分散相。Pickering乳液与传统乳液的最大区别在于使用固体粒子替代传统表面活性剂。与传统表面活性剂稳定的乳液相比，Pickering乳液具有其自身的优势：(1)乳化剂的用量大大减少，节约成本；(2)毒性远小于表面活性剂；(3)对环境友好；(4)稳定性增加，不易受温度、pH值、盐浓度及油相组成等因素的影响。因此，Pickering乳液在食品、油漆、医药、化妆品、二次采油、污水处理等领域有着重要的应用价值。近
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年来，随着纳米技术的进步，人们可以制备出不同种类、不同形状的纳米粒子，对纳米粒子稳定乳液的研究也在不断深入，如制备Pickering乳液的新方法，固体粒子的润湿性、粒径、浓度、初始分散位置和相互作用，以及油水体积比、pH值和连续相电解质浓度等对Pickering乳液稳定性的影响[4-7]，此外，有些学者还利用Pickering乳液为模板制备了无机-有机、核-壳结构等新材料，从而丰富了Pickering乳液的制备方法及应用途径[8-10]。
1.1.1 Pickering乳液的制备方法
固体粒子稳定乳液通常是由水相、油相和固体粒子组成，分为W/O型、O/W和双连续型(W/O/W和O/W/O)。目前对于固体粒子乳化机理尚不太明确，研究表明，可能有以下两种机理：一种是固体粒子吸附于油水两相界面上，形成一层界面膜以阻止了被分散液滴之间的聚集，粒子之间的静电斥力有效地阻止了液滴之间的碰撞、聚集，如油/固界面的电荷在油介质中产生了一个长程库仑斥力(Long-rang coulomb repulsion)，促进了固体粒子在油水界面的单层排列，同样的斥力也存在于相邻两个水滴界面上的固体粒子之间，使得体系达到一个动力学平衡状态。另一种是粒子与粒子之间的相互斥力使得固体粒子在体系中形成一个粒子-粒子或粒子-液滴的三维网络状结构[11-12]。
制备Pickering乳液的常用方法与传统乳液的制备方法相似，将固体粒子分散到一相中，形成均匀的分散液，选择适当的另一相加入后，在高速搅拌、超声或震荡下即可得到稳定的Pickering乳液。为拓展Pickering乳液的研究，国内外学者积极开发了制备Pickering乳液的新方法。Torres等[13]应用振荡流变学制备了粘土稳定的正己烷/水乳液，并且应用流变学来测定乳液的稳定性。Binks等[14]用微通道乳化法制备了二氧化硅粒子稳定的三辛酸甘油酯/水乳液，乳液滴表面的二氧化硅粒子包覆层较厚，且乳液的液滴尺寸均一，乳液的稳定性增加，为制备出稳定的乳液提供了一种新的途径。
1.1.2 影响Pickering乳液稳定性的因素
在固体粒子的乳化体系中，凡是影响粒子接触角和表面性质的因素都能影响乳液的性质和稳定性，对于固体粒子而言，主要受固体粒子的润湿性、粒径、种类、浓度及固体粒子之间的相互作用影响。固体粒子所稳定的Pickering乳液的乳化类型主要受以下几种因素的影响：固体粒子初始分散位置、固体粒子表面亲疏水比、油水体积比、油相类型、水相pH值、水相电解质和固体粒子与表面活性剂协同稳定乳液等。
不同于化学表面活性剂的两亲结构，固体粒子具有很高的表面活性，能覆盖在分散相液滴的表面，液滴之间的静电斥力能有效地阻止液滴之间的聚结，同时，固体粒子之间的絮凝作用在一定程度上增加了乳液的稳定性。
(1) 固体粒子表面润湿性
1 绪论
固体粒子的表面润湿性对Pickering乳液有着非常重要的影响。表面润湿性可以通过固体粒子的改性来调节，固体粒子的改性是指利用化学方法通过一定的工艺使粒子与表面活性类物质发生作用，改善固体粒子表面的润湿性，从而增强粒子与溶剂的相容性和分散性[15]。
固体粒子表面改性的方法有很多，大致分为物理和化学两种方法。物理方法是通过机械力的作用使固体粒子表面嵌入一层表面改性材料，或者通过吸附或加入沉淀剂在固体粒子表面形成包覆层。化学方法是在固体粒子表面铆接化学介质，形成包覆层，改性后的固体粒子的分散性、吸附性和润湿性等都将发生变化，常用的化学改性方法有：局部化学反应改性、表面包覆改性、胶囊化改性等。
固体粒子润湿性的大小通常用固体粒子在油/水界面的三相接触角θ来表征。如图1.2，当θ<90度时，固体粒子亲水性较强，有利于形成O/W型乳液；当θ=90度时，固体粒子可以在油/水界面形成结构比较稳定的薄膜，有较好的乳化性能；当θ>90度，固体粒子的亲油性较强，有利于形成W/O型乳液。表面润湿性是固体粒子可以作为乳化剂性能的决定性因素，它是确定体系形成O/W或W/O乳液类型的重要依据。
图1.2 固体粒子接触角与乳液类型的关系
Fig.1.2 Effect of the contact angle of a colloidal particle on the emulsion type 通常接触角是测量固体粒子润湿性最直接的方法，接触角的测量基于Yang方程。固体粒子必须满足如下条件：固体粒子表面是刚性、均匀、光滑且惰性的，没有膨胀和化学反应。然而在目前技术条件下，接触角的准确测量仍然具有一定的困难，尤其是对固体粉末接触角的测量。就当前的技术水平，接触角的测量方法有角度测量法、液滴最大高度法、动态法、凝胶诱捕技术等。除此之外，固体粒子在介质中的沉降性质及吸附实验、粒子的电性质、粒子的浸润性等也可用来评价固体粒子的表面润湿性。
固体粒子必须被油水两相部分润湿才能有效地稳定乳液。对于表面润湿均匀的粒子粒子，Binks等[16]研究了球形纳米SiO2粒子的润湿性对甲苯/水乳液类型和稳定性的影响。当纳米SiO2的亲水性或亲油性太强时，所制备的乳液滴直径均较大且乳液不稳定，易发生聚结；当SiO2粒子润湿性适中时，制备的乳液滴直径较小，且乳液稳定性较好。
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随着固体粒子亲油性的增强，乳液抗重力分离能力增强，液滴平均粒径不断减小。对于表面润湿不均匀的粒子(Janus粒子)，由于有两个润湿性不同的表面区域，具有类似表面活性剂的两亲性质。
Adams等[17, 18]发现，表面具有两亲性质的球形粒子比表面性质均一的球形粒子能更好的稳定乳液，通过用硅烷偶联剂对固体粒子进行表面改性后，粒子的疏水性明显增强，乳液的稳定性得到了显著性提高。
He等[19]通过在碳酸钙表面铆接聚苯乙烯粒子来调节碳酸钙的润湿性，并以具有适中润湿性的复合粒子为乳化剂制备出了稳定的油包水型乳液。
(2) 固体粒子的粒径
固体粒子的粒径对Pickering乳液的稳定性具有一定的影响。一般情况下，粒子粒径越小，所得到的Pickering乳液稳定性越好。但考虑到布朗运动，粒子粒度存在一临界尺寸，在临界尺寸以下时，布朗运动会严重地影响粒子在油/水界面的分布，故乳液的稳定性反而随粒子的减小而降低；在临界尺寸之上时，乳液的稳定性随粒子尺寸的减小而提高。粒子产生的布朗运动的临界尺寸一般比较小，当固体粒子直径小于几个微米时，乳液稳定性会迅速增加，且粒子必须小于分散相液滴，才能有效地稳定乳状液[20]。
粒子尺寸对乳液稳定性的影响机理尚未取得一致意见，Binks等[21]认为，粒子尺寸越小，得到的Pickering乳液越稳定。
Dai等[22]则认为，在一定范围内，粒子的尺寸较大时，固体粒子在油水界面的吸附能更大，因此得到的Pickering乳液更为稳定。
王莎等[23]认为，由于受液滴曲率半径的限制，较小的碳酸钙粒子在油水界面的排列较为致密，而受固体粒子吸附能的作用，较大的粒子在油水界面的吸附更为牢固，受这两种相反趋势的共同作用，不同尺寸的碳酸钙粒子稳定的Pickering乳液的稳定性相近。对于小于5 nm的微粒，由于热能与界面能相当，不能被吸附于油水界面上，因而不能稳定乳液，很好地控制粒子尺寸，对提高乳液的稳定性至关重要。
(3) 固体粒子的浓度
固体粒子的浓度对Pickering乳液的稳定性有着重要的影响，固体粒子的浓度增加，在油水界面上吸附的固体粒子数增多，油水之间的界面膜增厚，阻止液滴与液滴之间聚并的能力增强，固体粒子的浓度还决定了油水两相的界面积[24]。
Binks等[25]研究了稳定的O/W乳液，发现当SiO2粒子浓度每增加10倍，乳液液滴平均尺寸降为原来的1/8左右。当SiO2的质量分数小于3%时，大部分SiO2粒子都吸附到了油水界面上；当SiO2质量分数达到5.6%时，吸附到油水界面的粒子数目无明显变化，多余的粒子进入连续相中。
Justyna等[26]在研究SiO2的加入量对不同油相制备的O/W型乳液的影响时发现，当SiO2的质量分数由0.2%增加到15%，以二乙基己二酸为油相的乳液滴粒径由5 μm减小至
1 绪论
0.5 μm，以二异丙基己二酸为油相的乳液滴粒径由15 μm减小至1 μm左右。当水相中SiO2浓度较低时，乳液不稳定且液滴容易聚并。因此，对于以上两种不同油相制备的乳液，当SiO2浓度减小到一定范围时，乳液均出现分层，甚至析油现象，油相的极性越强，所需的SiO2量越大。
Arditty等[27]得出，即使固体粒子的量不足以完全覆盖液滴的表面，液滴间的聚并也明显下降，作者认为这是由于固体粒子在界面的不可逆吸附造成的，随着固体粒子对液滴表面覆盖程度的提高，乳状液稳定性增强，直至液滴间的聚并终止。
(4) 固体粒子初始分散位置
固体粒子的初始分散位置对Pickering乳液有着重要影响。在制备固体粒子的乳化体系时，可以通过改变固体粒子的初始分散体系而制备不同类型的乳液，当固体粒子先分散于水相中时，体系则容易先形成O/W型乳液；当固体粒子先分散到油相中时，则容易先形成W/O型乳液。
Tsugita等[28]认为，固体粒子表面越粗糙，其稳定乳状液的效果越好，粒子之间的相互作用使得分散于水中粒子的亲油部分相互团聚，亲水部分裸露，粒子的整体亲水性增强，分散在油相中情况则刚好相反。
(5) 油水体积比
对于固体粒子稳定的Pickering乳液，当改变体系的油水体积比时，乳液发生相反转(Catastrophic phase)。Pickering乳液的转相有两种形式，即突变转相(catastrophic phase inversion)和过渡转相(transitional phase inversion)。所谓突变转相是指保持固体粒子浓度一定(分散于外相中)，不断增加乳液内相体积分数，达到某临界范围时发生的转相；而过渡转相是指使用两种不同润湿性的固体粒子(一种亲油、一种亲水)，通过改变混合粒子的润湿性(改变两者比例，或一种保持不变而增加另一种粒子含量)引起的乳液转相。
与传统乳液不同，固体粒子稳定的乳液油水体积比在转相点附近时，分散相液滴尺寸最小，乳液最为稳定。Binks[16]研究了单独由疏水纳米SiO2稳定的W/O型乳液的制备和性质。纳米SiO2在油/水界面形成的固体吸附膜，使得乳液(平均直径约为0.6 μm)得以稳定存在。增加该体系中水相的体积分数，乳液从W/O型转为O/W型，发生在水相的体积分数达到0.7，此过程无滞后现象。结果表明，通过改变油水体积比可以制备出不同类型的Pickering乳液。
Ashby等[29]研究了由荷负电的片状锂皂石黏土粒子稳定的Pickering 乳液的性质，发现亲水性的锂皂石能够稳定O/W型乳液，但随着内相体积分数的提高，他们并没有发现乳液发生突变转相。Yang等[4]在考察由荷正电的LDHs稳定的Pickering乳液的性质时，也发现由此类粒子稳定的O/W乳液不能发生突变转相，其原因可能是带正、负电的粒子自身的强亲水性导致乳液在高内相分数时不能转相为W/O 型乳液。
(6) pH值
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连续相pH值的改变可以改变固体粒子的电性质或润湿特性，进而影响粒子在油水界面的吸附行为。目前，多数学者集中于考察用调节pH 值的方法来控制固体粒子的润湿性，从而控制固体粒子稳定的乳液的类型和稳定性。
Yang等[5]考察了水相pH值对片状LDHs稳定的石蜡/水乳液的影响，发现在基本不改变粒子润湿性的前提下，pH值能够调控粒子的表面电位，从而促进或抑制粒子在油水界面上的吸附，通过调节水相电解质浓度或pH值，能够大大降低粒子的表面电位，从而促进粒子的界面吸附，提高Pickering乳液的稳定性。
Yan等[30]研究了水相pH值对沥青改性的粘土粒子在油/水界面吸附行为的影响，发现pH值的改变会导致粘土粒子的接触角发生改变，从而影响粘土粒子在油水界面上的吸附。
Lan等[31]制备了经油酸改性的Fe3O4粒子稳定的Pickering乳液，研究发现，连续相pH值对乳液相转变有一定影响，当连续相pH值在1.00到12.05之间，乳液发生相转变；当pH值大于13.5时，乳液不发生转向。
Midmore[32]用疏水的硅土粒子制备了稳定的W/O型乳状液，由于酸、碱催化表面的硅氧烷基团的断裂，使表面的硅烷醇基团数量增多，内相水中存在着强酸或强碱，可促进絮凝，使乳状液凝胶化。
(7) 水相中的电解质
当水相中加入电解质后，会使分散于水相中的粒子不稳定，粒子会出现一定的絮凝和聚沉现象，从而影响到Pickering乳液的稳定性。
Yang等[4]在研究盐溶液对层状双金属化合物单独稳定的石蜡/水体系时发现，随着盐浓度的逐渐增加，固体粒子的Zeta电位值逐渐减小，但粒子接触角的变化与盐浓度的变化关系不明显，Zeta电位值的减小导致粒子在油水界面更容易吸附。
Whitby等[33]在研究非离子表面活性剂对Pickering乳液的影响作用时发现随着水相中氯化钠浓度的增加，固体粒子的絮凝作用减弱，水相中电解质对粒子产生的盐诱导聚集作用使得乳液的稳定性降低。
Briggs等[34]研究了电解质的加入对球形粒子稳定的O/W乳液稳定性的影响。他们发现，微絮凝状态的粒子可以制备稳定的O/W乳液；与此相反，强絮凝粒子不能制备稳定的乳液。
Tambe等[35]研究了氯化钠、氯化钙溶液对Pickering乳液稳定性的影响，发现盐的加入不利于乳液的稳定。
(8) 表面活性剂
向固体粒子稳定的乳液中加入表面活性剂后，乳液的稳定性会大幅度增加。表面活性剂对Pickering乳化体系稳定作用的增强可概括为：促进固体粒子之间的絮凝；改善固体粒子的润湿性及降低两相之间的界面张力。研究发现，当SiO2与一些聚合物表面
1 绪论
活性剂复合使用时，絮凝的SiO2粒子自身就可以很好的稳定乳液[36,37]。当与表面活性剂或其它乳化剂复合使用时，液滴表面即使没有完全被SiO2覆盖也可达到一定程度的稳定效果[38]。
Binks[39]研究了由SiO2和CTAB协同稳定乳液的性质。当加入CTAB后，改变了SiO2粒子的接触角，从而起到调控乳状液稳定性的作用，但实验中没并有发现乳液的转相现象。
Schulman等[40]研究了不同因素对硫酸钡粒子稳定的Pickering乳液稳定性的影响。他们发现，加入表面活性物质可以改变粒子的接触角，从而影响乳液的类型和稳定性。
Tsugita等[41]研究了由Na-蒙脱土和极性有机化合物共同稳定的乳液，发现蒙脱土与有机化合物形成不溶于水的复合体，此复合体吸附于油滴表面形成粒子膜，从而稳定乳滴。
Midmore等[42]制备了由胶体SiO2与不同种类的聚氧乙烯型非离子表面活性剂协同稳定的乳液，发现粒子与表面活性剂之间存在较强的协同作用。该课题组还进行了SiO2粒子与羟丙基纤维素协同稳定乳液的研究，发现被聚合物絮凝的SiO2粒子能够制备非常稳定的O/W 乳液。
Gosa等[43]研究了PEO-PPO-PEO 嵌段共聚物水溶液和胶体SiO2粒子稳定V Ac(乙烯基醋酸酯)的乳液，发现在V Ac/水/PEO-PPO-PEO 混合体系中加入SiO2粒子对稳定乳液会产生一定的协同作用，得到更加稳定的乳液。通过控制嵌段共聚物浓度、HLB 值和温度等条件，可以制备液滴出尺寸不同的乳液。
1.1.3 Pickering乳液的应用
近年来，随着纳米科技和界面化学的发展，固体粒子稳定乳液的研究受到众多学者的重视。固体粒子吸附在分散相液滴表面形成的界面微粒层能够有效地阻止液滴之间的聚集，具有良好的稳定乳液的作用[44]。这一特性已被广泛应用于石油开采、化学工程、化妆品和食品等领域。
Valderrama等[45]报道了食品中蛋白质分子在油水界面的吸附动力学研究。德国Beiersdorf AG(妮维雅)公司的Ger-Barlag等[46-48]已做了大量的研究，有关固体粒子乳化的研究所申请的相关专利近四十篇，Ger-Barlag运用平均粒径小于200 nm、表面改性了的固体粒子作为乳化剂，而化学乳化剂少于0.5%的护肤霜配方中，产品具备比传统乳化剂更好的防晒性能、极佳的皮肤耐受性、防晒配方具有更好的防晒性能。法国Sociede L’ Oreal(欧莱雅)公司的Candan等[49]学者针对固体粒子乳化剂在护肤产品中的运用做了大量的研究，Candan等运用固体粒子乳化机理及聚合物的悬浮作用，在不用化学乳化剂的情况下使不溶性的有机防晒微粒稳定地分散于体系中，制备的防晒产品具备很好的稳定性及抗水性。美国Dow Corning(道康宁)公司的Ziemelis等[50]研究了表面具有两亲
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性的有机微粒的制备方法；而Braun又运用表面具有两亲性的有机微粒制备了含活性组分的透明凝胶，此凝胶因不含化学乳化剂而对皮肤没有刺激性。
Pickering乳液互不相溶的液体界面是纳米粒子进行自组装的理想场所，应用Pickering乳液可以制备无机材料、无机-无机复合材料、无机-有机复合材料等。He[6]以Pickering乳液为模板，制备了ZnO空心微球。Wang等[51]应用Pickering乳液制备了中空CaCO3微粒。张卫红等[52]以Pickering乳液滴为“软模板”，在聚苯乙烯的不良溶剂下正辛烷存在下引发聚合制备了具有中空结构的SiO2/PS复合微球。王志琰等[53]以Pickering乳液模板法原位制备出了载药磁性SiO2空心球，具有良好形貌及内部空心结构，药物的释放过程较为平缓，呈现一定的缓释特性。
然而，将Pickering乳液应用于更加广泛的领域，如水处理、药物提取和贵重金属回收等方面的报道还不多见。
1.2 本文研究意义
Pickering乳液中油水界面的粒子层除具有稳定液滴的作用外，还具有能提供较大的比表面积、液滴具有一定的机械稳定性和环保等特性，因此，将Pickering乳液应用于水处理、药物提取和贵重金属回收等领域具有潜在的应用价值。
制备Pickering乳液的关键在于找到合适的固体粒子乳化剂。由于无机粉体材料具有性能优良、无毒、无味、无污染和价廉易得等优点，且粒子尺寸的细微化，比表面积较大，因而具有许多独特的性能。本文拟采用St?ber法制备SiO2粒子，采用沉淀法制备ZnO粒子和MgO粒子，研究反应条件对粒子的粒径和形貌的影响。在此基础上，利用逐层包覆模板法制备SiO2/ZnO复合粒子，考察ZnO在SiO2粒子上的分布情况及ZnO 含量对复合粒子形貌的影响。选择适当的油/水/固体系制备Pickering乳液，研究固体粒子种类、固体粒子浓度、复合粒子中组分含量、油水体积比、水相电解质浓度和表面活性剂等因素对Pickering乳液稳定性的影响。
在制备的稳定的Pickering乳液的基础上，研究由SiO2/ZnO复合粒子稳定的Pickering 乳液对有机染料废水甲基紫水溶液的分离行为，考察分离方式、温度、甲基紫水溶液浓度等因素对分离效果的影响。以及由MgO粒子稳定的Pickering乳液对模拟焦化废水苯胺水溶液的分离研究，考察分离方式、分离级数、初始苯胺进水浓度等因素对分离效果的影响。探索Pickering乳液在水处理方面的应用，有望将Pickering乳液应用于医药、水处理和贵重金属的回收等领域。
1.3 本文研究内容
本文通过选择适当的固体粒子和油水体系制备Pickering乳液，考察各种因素对Pickering乳液稳定性的影响，深入分析其影响机理。并在此基础上，以Pickering乳液
1 绪论
为介质，研究甲基紫水溶液和苯胺水溶液的分离行为。
1．采用St?ber法制备SiO2粒子，考察反应温度、反应物浓度等对SiO2粒子的大小、形貌和粒径分布等的影响；采用直接沉淀法制备ZnO粒子和MgO粒子；利用逐层包覆的方法制备SiO2/ZnO复合粒子，考察锌盐的浓度、体积和反应温度对复合粒子的形貌和组分含量的影响。
2．制备以上4种粒子稳定的Pickering乳液，考察固体粒子种类、油相种类、固体粒子浓度、复合粒子组分配比、油水体积比、水相电解质和表面活性剂等对乳液稳定性的影响。
3．以SiO2/ZnO复合粒子稳定的三氯甲烷-苯乙烯/水乳液为介质，研究Pickering乳液对甲基紫水溶液的分离行为，考察时间、温度、浓度等对静态分离效果的影响，以及初始进水浓度、乳液用量、流速等对动态分离效果的影响。
4．以MgO粒子稳定的三氯甲烷/水乳液为介质，研究Pickering乳液对苯胺水溶液的分离行为，考察时间、温度、浓度等对静态分离效果的影响，以及初始进水浓度、乳液用量、流速等对动态分离效果的影响。
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2 Pickering乳液的制备研究
2.1 概述
纳米二氧化硅是常用的Pickering乳液乳化剂之一[54]。与表面活性剂相比，纳米二氧化硅作为乳化剂具有诸多优良特性，如用纳米二氧化硅稳定的乳液类型是由粒子润湿性决定的[55]、纳米二氧化硅在油/水界面的吸附不可逆可制得热力学和动力学均稳定的体系[12]、具有良好的配伍性能且不具有增溶作用。以二氧化硅为模板，可以在其上面复合其它粒子，调节二氧化硅的润湿性，可适用于更广泛的油水体系。纳米氧化锌和纳米氧化镁具有宏观量子表面效应、隧道效应和介电效应等而得到广泛的应用[56-59]。
本章将用St?ber法[60]即以氨为催化剂，乙醇为共溶剂，正硅酸乙酯发生水解、缩合反应制备单分散球形二氧化硅粒子；采用沉淀法制备氧化锌[56,57]和氧化镁[58,59]，即以硝酸锌和碳酸钠为共沉淀剂制备氧化锌粒子，以氯化镁和碳酸铵为共沉淀剂制备氧化镁粒子；采用逐层包覆法[61]在二氧化硅表面沉积氧化锌，制备二氧化硅/氧化锌复合粒子。分别以二氧化硅、氧化锌、二氧化硅/氧化锌和氧化镁为乳化剂，制备Pickering乳液，考察固体粒子的种类、固体粒子的润湿性、油水体积比、油相类型、连续相中电解质及表面活性剂等对Pickering乳液稳定性的影响。
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
无水乙醇(天津市富宇精细化工有限公司)、浓氨水(25-28%，西安化学试剂厂)、壬基酚聚氧乙烯醚(Oπ-10，上海市试剂一厂)、正硅酸乙酯(TEOS，天津市化学试剂厂)、三氯甲烷(天津市福晨化学试剂厂)、苯乙烯(天津市福晨化学试剂厂)、正己烷(天津市福晨化学试剂厂)、二甲苯(天津市富宇精细化工有限公司)、液体石蜡(天津市化学试剂六厂)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS，天津市博迪化工有限公司)、十六烷基三甲基溴化胺(CTAB，天津市科密欧化学试剂开发中心)、硝酸锌(天津市河东区红岩试剂厂)、氯化镁(天津市博迪化工有限公司)、碳酸钠(天津市福晨化学试剂厂)、碳酸胺(西安化学试剂厂)均为分析纯，氧化铁(粒径为20 nm，南京埃普瑞纳米材料有限公司)，实验用水均为二次蒸馏水。
FA-2004N型电子天平(上海精密科学仪器有限公司)、KQ-2200E控温型超声波清洗器(昆山市超声波仪器有限公司)、DF-101S型磁力搅拌器(郑州长城科工贸有限公司)、101型热鼓风干燥箱(北京科伟永兴仪器有限公司)、马弗炉(天津市天有利科技有限公司)、
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数码相机(松下DMC-FX3)、XSP-30光学显微镜(江西凤凰光学仪器有限公司)、ZL 2100型全自动界面张力仪(淄博市博山海分仪器厂)、Hitachi S-2700型扫描电子显微镜(日本)、Nicolet iS5傅立叶变换红外光谱仪(美国)、Gemini A Ultra型X射线衍射仪(英国)。
2.2.2 固体粒子的制备
(1) SiO2粒子的制备
将6 mL 25%的氨水加入到25 mL无水乙醇中，超声分散5 min。将2 mL TEOS加入到25 mL无水乙醇中，超声分散5 min。将经乙醇稀释的TEOS滴加到经乙醇稀释的氨水中，滴加速度为5 mL/h，整个反应在25℃的恒温水浴锅中进行，滴加时磁力搅拌速率为720 rpm，滴加完成后以450 rpm磁力搅拌12 h。反应结束后，将乳白色混合物离心分离，用蒸馏水和无水乙醇各洗涤沉淀物3次，50℃下真空干燥5 h，即得SiO2粒子。改变TEOS浓度、氨水浓度、滴加速度和反应温度，可以制备粒径和分散性不同的SiO2粒子。
(2) ZnO粒子的制备
配制浓度均为0.05 mol/L的Zn(NO3)2溶液和Na2CO3溶液，在720 rpm的磁力搅拌下，将100 mL的Na2CO3溶液滴加到100 mL的Zn(NO3)2溶液中，滴加速度为20 mL/h，整个反应在25℃的恒温水浴中进行。反应结束后，陈化12 h，过滤，用蒸馏水和无水乙醇各洗涤沉淀物3次，50℃下真空干燥5 h。将干燥物在400℃下焙烧4 h，即得ZnO粒子。
(3) SiO2/ZnO复合粒子的制备
配制浓度均为0.01 mol/L的Zn(NO3)2溶液和Na2CO3溶液。称量SiO2粒子0.9 g，分散到200 mL的水中，超声分散5 min，加入62.5 mL浓度为0.01 mol/L的Zn(NO3)2溶液，超声分散10 min。在720 rpm的磁力搅拌下，将62.5 mL浓度为0.01 mol/L的Na2CO3溶液滴加到该体系中，滴加速度为5 mL/h，整个反应在25℃的恒温水浴中进行。反应结束后，陈化12 h，过滤，用蒸馏水和无水乙醇各洗涤沉淀物3次，50℃下真空干燥5 h。将干燥物在400℃下焙烧4 h，即得SiO2/ZnO复合粒子。改变Zn(NO3)2溶液和Na2CO3溶液的用量，可制备组分含量不同的SiO2/ZnO复合粒子。
(4) MgO粒子的制备
配制浓度均为0.05 mol/L的MgCl2溶液和(NH4)2CO3溶液，取100 mL MgCl2溶液，向其中加入0.05 mL Oπ-10。在720 rpm的磁力搅拌下，将100 mL的(NH4)2CO3溶液滴加到该MgCl2溶液中，滴加速度为10 mL/h，整个反应在25℃的恒温水浴中进行。反应结束后，陈化12 h，过滤，用蒸馏水和无水乙醇各洗涤沉淀物3次，50℃下真空干燥5 h。将干燥物在500℃下焙烧4 h，即得MgO粒子。
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2.2.3 Pickering乳液的制备
(1) SiO2稳定的三氯甲烷/水乳液的制备
称量0.01 g的SiO2粒子于10 mL蒸馏水的试管中，超声分散2 min。然后量取0.50 mL的三氯甲烷于SiO2的分散液中，震荡2 min，即得到Pickering乳液。改变SiO2粒子的加入量、油水体积比和油相类型等制备Pickering乳液。用数码相机和XSP-30型光学显微镜观察和记录乳液的液滴尺寸和稳定性。
(2) ZnO稳定的三氯甲烷/水乳液的制备
称量0.01 g的ZnO粒子于10 mL蒸馏水的试管中，超声分散2 min。然后量取0.50 mL的三氯甲烷于ZnO的分散液中，震荡2 min，即得到Pickering乳液。改变ZnO粒子的加入量、油水体积比和油相等制备Pickering乳液。用数码相机和XSP-30型光学显微镜观察和记录乳液的液滴尺寸和稳定性。
(3) SiO2/ZnO稳定的三氯甲烷/水乳液的制备
称量0.01 g的SiO2/ZnO复合粒子于10 mL蒸馏水的试管中，超声分散2 min。然后移取0.50 mL三氯甲烷于SiO2/ZnO的分散液中，震荡2 min，即得到Pickering乳液。改变SiO2/ZnO复合粒子的加入量、油水体积比和油相等制备Pickering乳液。用数码相机和XSP-30型光学显微镜观察和记录乳液的液滴尺寸和稳定性。
(4) MgO稳定的三氯甲烷/水乳液的制备
称量0.01 g的MgO粒子于10 mL蒸馏水的试管中，超声分散2 min。然后移取0.50 mL的三氯甲烷于MgO的分散液中，震荡2 min，即得到Pickering乳液。改变MgO粒子的加入量、油水体积比和油相等制备Pickering乳液。用数码相机和XSP-30型光学显微镜观察和记录乳液的液滴尺寸和稳定性。
2.2.4 表征方法
(1) 光学显微镜
光学显微镜主要由物镜、管镜和目镜组成。标本经物镜和管镜放大后，形成放大倒立的实像；实像经目镜再次放大后，形成放大的虚像。
本文采用XSP-30光学显微镜对固体粒子粒径和形貌进行初步观察，记录Pickering 乳液的尺寸和形貌。
(2) 扫描电子显微镜
扫描电镜图像的衬度是信号衬度，根据其形成的依据，可分为形貌衬度，原子序数衬度和电压衬度。扫描电镜的工作原理主要是利用二次电子成像，其基本工作过程如下：从电子枪阴极发出的直径为20 μm~30 μm的电子束受到阴阳极之间加速电压的作用，射向镜筒，经过聚光镜及物镜的会聚，缩小成直径约为几微米的电子束。在物镜上部扫描
2 Pickering乳液的制备研究
线圈的作用下，电子束在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测，经过放大、转换、变成电压信号，最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描，并且这种扫描运动与样品表面电子束的扫描运动严格同步，这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像，这种图像反映了样品表面的形貌特征。
本文采用Hitachi S-2700型扫描电子显微镜对所制备的SiO2粒子、ZnO粒子、SiO2/ZnO复合粒子及MgO粒子进行检测，精确观察产物粒径大小和形貌特征。(3) 红外光谱仪
当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量，由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。红外吸收峰的位置与强度反映了分子结构上的特点，可以用来鉴别未知物的结构组成或确定其化学基团，而吸收谱带的吸收强度与化学基团的含量有关，可用于进行定量分析和纯度鉴定。
本文采用Nicolet iS5傅立叶变换红外光谱仪SiO2粒子、ZnO粒子、SiO2/ZnO复合粒子及MgO粒子进行检测，观察粒子的纯度及表面基团。
(4) X射线衍射仪
X射线衍射是目前测定晶体结构的重要手段，应用非常广泛，它的主要应用有物相分析，包括定性和定量分析、晶胞常数的测定、晶体粒径大小的测定等方面。每一种晶态物质都有特定的结构，因此各种晶态物质的粉末衍射图都具有不同的特征，具有一一对应的关系。为判断制备得到的粉体是不是预期要制备的物质，可通过将制备所得粉体的XRD衍射图与该物质的标准PDF卡对照，根据衍射峰出现的位置和强度来判断。
本文采用英国安捷伦Gemini A Ultra型X射线衍射仪测定MgO粒子的结晶度。(4) ZL 2100型全自动界面张力仪
界面张力是指沿着不相溶的两相(液-固、液-液、液-气)间界面垂直作用在单位长度液体表面上的表面收缩力。界面张力仪采用圆环法在非平衡条件下，测量各种液体表面张力(液-气相界面)及矿物油与水的界面张力(液-液相界面)。
本文采用ZL 2100型全自动界面张力仪测试固体粒子/水/空气界面张力。
2.3 结果与讨论
2.3.1 固体粒子
(1) SiO2粒子
图2.1是制备的SiO2粒子的典型扫描电镜照片。由图2.1可以看出，SiO2呈规则球
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形，分散性良好，平均粒径约为300 nm 。
图2.1 SiO 2粒子的SEM 图
Fig 2.1 SEM image of the as-prepared silica particles
溶胶-凝胶法制备SiO 2粒子，在碱性环境下，TEOS 的水解缩合反应分两步进行[60]：第一步为水解反应正硅酸乙酯水解成羟基化的产物和相应的醇，第二步为硅酸之间或硅酸与正硅酸乙酯之间发生缩合反应。实际上第一步和第二步的反应是同时进行的，其过程非常复杂，因此不可能将水解和缩聚反应过程分开描述，反应生成物是大小和结构不同的溶胶粒子。
第一步：水解反应
OC 2H 5Si
OC 2H 5OC 2H 5OC 2H 5
4H 2Si OH OH +4C 2H 5OH +
第二步：缩聚反应 HO Si OH OH
OH +HO Si OH OH OH HO Si OH OH O Si OH OH OH +H 2O HO Si OH OH OH +OC 2H 5Si OH OC 2H 5OC 2H HO Si OH OH O Si OC 2H 5OC 2H 5OC 2H 5+H 2O
由于TEOS 分子中四个尺寸较小的氧乙基不足以完全包围带正电荷的硅离子，有四处暴露在外。在碱催化条件下，半径小的OH -直接发生亲核进攻完成水解反应，随着烷氧基的离去，硅原子上的正电性增加，而且周围空间较大，亲核进攻变得更为容易，因此在碱催化条件下，TEOS 的水解较为完全，水解单体中含更多的Si-OH 基团，这些水解产物以一定的核为中心向多维方向缩合，形成球形粒子。
2 Pickering 乳液的制备研究
SiO 2粒子的最终粒径受反应物的浓度、硅酸酯的类型、醇的类别、催化剂的种类及温度的影响等而有所不同。通过调控这些因素，可制得结构不同的SiO 2。TEOS 作为体系的主要反应物，在水解反应中，烷氧基由氢氧根取代，缩聚反应产生了Si-O-Si 键和H 2O 。TEOS 作为反应源物质，不断水解析出组分Si-OH ，当Si-OH 的浓度达到临界成核浓度后，开始有新核生成。晶核的形成速度与晶体的生长速度皆与过饱和度有关。如果过饱和度控制得不恰当，使晶核的形成和已有核的生长同时进行，就会得到多分散胶体。图2.2是不同TEOS 浓度制备的SiO 2
粒子的
SEM 图。
a
b
图2.2 不同TEOS 浓度制备的SiO 2粒子的SEM 图 (a) 3 mL TEOS, (b) 10 mL TEOS
Fig.2.2 SEM image of silica particles prepared by (a) 3 mL TEOS and (b) 10 mL TEOS
从图2.2中可以看出，当正硅酸乙酯的体积增加到10 mL 时，SiO 2粒子的粒径迅速增大。这些变化主要是由于体系中TEOS 浓度的变化引起了水解、聚合速率的变化。正硅酸乙酯浓度的增加使水解的速率增大，生成的三维网络的链也越长，在缩聚过程中，较长的三维网络链交织聚合在一起，其聚合度较大，生成的SiO 2粒子的粒径也就增大。并且，随着TEOS 浓度的增加，SiO 2粒子粒径分布变得较宽，粒子表面易出现缺陷。而在TEOS 低浓度时，体系水解、聚合速率相对较慢，粒子的成核与生长也较慢，SiO 2粒子粒径较小。
氨水作为水解反应的催化剂，对SiO 2粒子的形貌、尺寸大小和分散性有着重要的影响作用。不同体积氨水制备得到的SiO 2粒子的光学照片如图2.3。 a 50μm b
50μm
图2.3 不同体积氨水制备的SiO 2的光学显微照片 (a) 6 mL, (b) 20 mL
Fig.2.3 Optical microscope imge of silica particles prepared by (a) 6 mL NH 3·H 2O and (b) 20 mL NH 3·H 2O
计算机网络论文-----浅析计算机网络的前沿技术
浅析计算机网络的浅析计算机网络的前沿技术计算机网络摘要：计算机网络技术是当前发展速度最快、生命力最强、对人类社会影响最大、摘要：新技术新工艺涌现最多和最猛烈的前沿技术。目前比较热门的关键技术有云计算、软交换以及IMS 等。关键词：关键词：计算机网络、云计算、软交换、IMS 21 世纪已进入计算机网络时代。计算机网络极大普及，成为了计算机行业不可分割的一部分。计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。而计算机网络技术则是通信技术与计算机技术相结合的产物，它在迅速地发展着，对世界、社会和人类都产生了巨大的影响。目前，计算机网络学术界和技术界对许多计算机网络的前沿技术进行着认真刻苦的研究工作。其中比较热门的研究技术涵盖了云计算、软交换以及IMS 等。一、云计算云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现；云计算也是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。其最基本的概念，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。所以从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数据的能力。最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，例如搜寻引擎、网络信箱等，使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。未来如手机、GPS 等行动装置都可以透过云计算技术，发展出更多的应用服务。进一步的云计算不仅只做资料搜寻、分析的功能，未来如分析DNA 结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等，都可以透过这项技术轻易达成。笔者认为，云计算技术具备以下四个显著特征。第一，云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。大家应该都能体会到，数据保存电脑里实际上并不安全。电脑可能会因为损坏，或者被病毒攻击，导致硬盘上的数据无法恢复，而有机会接触私人电脑的不法之徒也可能利用各种机会窃取里面的数据。反之，当用户的文档保存在类似Google Docs 的网络服务上，当用户把照片上传到类似Google Picasa Web 的网络相册里，就再也不用担心数据的丢失或损坏。因
Pickering乳液的制备及应用研究
西安科技大学 硕士学位论文Pickering乳液的制备及应用研究 姓名：刘登卫 申请学位级别：硕士 专业：化学工艺 指导教师：贺拥军 2011
论文题目：Pickering乳液的制备及应用研究 专 业：化学工艺 硕 士 生：刘登卫(签名) 指导教师：贺拥军(签名) 摘 要 Pickering乳液是以固体粒子替代传统化学乳化剂制得的热力学和动力学均稳定的分散体系。Pickering乳液由于其成本低、无毒和环保等特性，在食品、医药和化妆品等领域具有重要的应用价值。本文以固体粒子为乳化剂制备了稳定的Pickering乳液，考察了影响Pickering乳液形成和稳定性的因素，并研究了Pickering乳液作为分离介质的应用性能。 采用St?ber法制备了SiO2粒子，用直接沉淀法制备了ZnO粒子和MgO粒子，利用晶相生长逐层包覆的方法制备了SiO2/ZnO复合粒子，讨论了反应物浓度、滴加方式和滴加速度等因素对固体粒子形貌和分散性的影响。SEM测试表明，SiO2粒子分散性良好，平均粒径约为300 nm；ZnO粒子呈针状结构，平均直径为20 nm；ZnO在SiO2表面分布不均，改变锌盐溶液的浓度和滴加速度，可以得到ZnO组分含量不同的SiO2/ZnO复合粒子；MgO粒子有球形和立方晶形结构，平均粒径约为100 nm。FTIR检测表明，SiO2、ZnO、SiO2/ZnO和MgO粒子表面均有大量的羟基。XRD分析证明，MgO结晶度较高。 以SiO2、ZnO、SiO2/ZnO和MgO粒子为乳化剂，制备了O/W型Pickering乳液，考察了固体粒子种类、复合粒子组分含量、油水体积比、连续相中电解质和表面活性剂等因素对乳液稳定性的影响。以三氯甲烷为油相时，基于SiO2和ZnO制备的乳液很不稳定，而SiO2/ZnO和MgO均能得到稳定的乳液，且SiO2/ZnO中ZnO组分含量越高，乳液滴越小。在MgO稳定的三氯甲烷/水乳液中，增加油水体积比，乳液稳定性下降，但没有发生相转变。当连续相中电解质浓度增加时，乳液稳定性下降，且Na2CO3比NaCl 的作用强。给MgO稳定的三氯甲烷/水乳液中加入表面活性剂，乳液滴变小且更稳定；给表面活性剂稳定的三氯甲烷/水乳液中加入固体粒子，乳液滴平均直径增大而稳定性也增加。 以SiO2/ZnO稳定的三氯甲烷-苯乙烯/水乳液为介质，进行了静态和动态分离甲基紫的研究。在静态分离下，Pickering乳液在30 min内就趋于分离饱和，温度对分离效果的影响不大，而增加乳液量和增大甲基紫水溶液浓度可以提高乳液分离能力，分离前后乳液滴的形貌变化不大。在动态分离下，增加Pickering乳液量、降低甲基紫溶液进水
微电子技术在医学中的应用
微电子技术在医学中的应用 随着科技的迅速发展，和医疗水平息息相关的电子技术应用也越来越广泛。微电子技术的发展大大方便了人们的生活，随着微电子技术的发展，生物医学也在快速的发展，微电子技术过去在医学中的主要是应用于各类医疗器械的集成电路，在未来主要是生物芯片。生物芯片技术在医学、生命科学、药业、农业、环境科学等凡与生命活动有关的领域中均具有重大的应用前景。微电子技术与生物医学之间有着非常紧密的联系。 生物医学电子学是由微电子学、生物和医学等多学科交叉的边缘科学，为使得生物医学领域的研究方式更加精确和科学，所以将电子学用于生物医学领域。在生物医学与电子学交叉作用部分中最活跃、最前沿、作用力最大的一项关键技术就是微电子技术。特别是随着集成电路集成度的提高和超大规模集成电路的发展，元件尺寸达到分子级，进入了分子电子学时代，用有机化合物低分子、高分子和生物分子作芯片，它们具有识别、采集、记忆、放大、开关、传导等功能，更大大促进了医学电子学的发展。 以下将主要从生物医学传感器、植入式电子系统、生物芯片这三个方面结合当前国际上最新进展来介绍两者之间的关系与发展。 一、生物医学传感器 生物医学传感器是连接生物医学和电子学的桥梁。它的作用是把人体中和生物体包含的生命现象、性质、状态、成分和变量等生理信息转化为与之有确定函数关系的电子信息。生物医学传感器技术是生物医学电子学中一项关键的技术，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。因为生物传感器专一、灵敏、响应快等特点，为基础医学研究及临床诊断提供了一种快速简便的新型方法，在临床医学中发挥着越来越大的作用，意义极为重大。 常见的生物医学传感器主要可分为以下几种：电阻式传感器，电感式传感器，电容式传感器，压电式传感器，热电式传感器，光电传感器以及生物传感器等。 医学领域的生物传感器发挥着越来越大的作用。在临床医学中，酶电极是最早研制且应用最多的一种传感器。利用具有不同生物特性的微生物代替酶，可制成微生物传感器，广泛应用于：药物分析、肿瘤监测、血糖分析等。 生物医学传感器相较于传统医疗方式具有以下特点： 1、生物传感器采用固定化生物活性物质作催化剂，价值昂贵的试剂可以重复多次使用，克服了过去酶法分析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点。因此，这一技成本低，在连续使用时，每例测定仅需要几分钱人民币，术在很大程度上减轻病患医疗费用上的负担。
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become a major research topic in recent years,trojan horses and other large viruses with the invasion,many of the computer to standstill,more people are a variety of password https://www.360docs.net/doc/2e18266455.html,work attack and defense techniques in this paper discussed,propose some suggestions for future work. keywords:internet;network security;attack and defense 一、网络攻防技术 当今时代，随着科技日益的发展，互联网的应用越来越广泛。随着网络应用技术与服务的日益成熟，现今的网络的入侵和攻击行为，与以往单纯的网站破坏或使系统服务中断已有很大的不同。入侵者可以通过网络的系统设计缺陷或者网络协议的疏漏等问题，发展出许多复杂而又多样化的入侵攻击手段，通过入侵到系统主机以盗窃绝密资料，并篡改文件与破坏系统，由于攻击的成功概率与破坏力很大并且随着时间的流动不断提升，这使得网络安全防范非常的困难。为了能够保障计算机网络系统安全的运行，防止各种恶意窃取情报的情况发生，防止对计算机信息系统进行破坏性攻击。在尽可能不影响网络系统正常通讯的情况下，随时对网络数据进行监听，并通过把部分数据包存入数据库并进行有针对
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计算机网络技术在土木工程中的应用 摘要：随着网络技术的迅速发展，它在各个领域都有了广泛的应用20世纪90年代以来，与网络结合的智能建筑快速发展。 关键词：网络技术智能建筑自动化系统系统集成 网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术，它把互联网上分散的资源融为有机整体，实现资源的全面共享和有机协作，使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。当前的互联网只限于信息共享，网络则被认为是互联网发展的第三阶段。网络可以构造地区性的网络、企事业内部网络、局域网网络，甚至家庭网络和个人网络。网络的根本特征并不一定是它的规模，而是资源共享，消除资源孤岛。 网络的一大发展趋势是多维化，即在一套系统上提供集成的信息服务，包括来自政治、经济、等各方面资源，甚至同时还提供多媒体信息，如图象、语音、动画等。在多维化发展的趋势下，许多网络应用的新形式不断涌现，如：①电子邮件――这应该是大家都得心应手的网络交流方式之一。发邮件时收件人不一定要在网上，但他只要在以后任意时候打开邮箱，都能看到属于自己的来信。②网上交易――就是通过网络做生意。其中有一些是要通过网络直接结算，这就要求网络的安全性要比较高。③视频点播――这是一项新兴的乐或学习项目，在智能小区、酒店或学校应用较多。它的形式跟电视选台有些相似，不同的是节目内容是通过网络传递的。④联机会议――也称视频会议，顾名思义就是通过网络开会。它与视频点播的不同在于所有参与者都需主动向外发送图像，为实现数据、图像、声音实时同传，它对网络的处理速度提出了最高的要求。 随着网络技术的迅速发展，它在各个领域都有了广泛的应用。20世纪90年代以来，与网络结合的智能建筑快速发展。智能建筑是传统建筑工程和信息技术相结合的产物，是指运用系统工程的观点，将建筑物的结构（建筑环境结构）、系统（智能化系统）、服务（住户、用户需求服务）和管理（物业运行管理）4个基本要素进行优化组合【1】。指将4C技术（即Computer计算机技术、Control自动控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术）和集成技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。智能建筑的系统一般由如下元素构成：楼宇自动化系统（BAS）、通信自动化系统（CAS）和办公自动化系统（OAS），三者通过结构化综合布线系统（SCS）和计算机网络技术进行有机集成。
微乳液法制备纳米材料
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，ΔS conf 可近似的表示为： 其中n 为分散相的液滴数，k B 为Boltzmann 常数，φ是分散相的体积分数。缔合自由能的改 变可表示为增加的新界面面积所需的自由能ΔA γ12,和构型熵之和： 其中，ΔA 是界面面积A 的改变量 (半径为r 的液滴面积为4πr 2 )，γ12 是在温度T (Kelvin)的1 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 conf 是正值，如果表面活性
微电子技术及其应用
微电子技术及其应用 041050107陈立 一、微电子技术简介 如今，世界已经进入信息时代，飞速发展的信息产业是这个时代的特征。而微电子技术制造的芯片则是大量信息的载体，它不仅可以储存信息，还能处理和加工信息。因此，微电子技术在如今已是不可或缺的生活和生产要素。 微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。 作为电子学的分支学科，它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子学又是信息领域的重要基础学科，在这一领域上，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息获取的科学，构成了信息科学的基石，其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。 微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容；涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试和加工、图论、化学等多个领域。 微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。信息技术发展的方向是多媒体（智能化）、网络化和个体化。要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标，是微电子技术迅速发展的动力。 微电子学渗透性强，其他学科结合产生出了一系列新的交叉学科。微机电系统、生物芯片就是这方面的代表，是近年来发展起来的具有广阔应用前景的新技术。 二、微电子技术核心—-集成电路技术 集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”。 集成电路的分类 1．按功能结构分类 集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路 模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度随时间变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），其输入信号和输出信号成
网络安全技术论文2121
计算机信息管理学院本科学年论文登记表 姓名郝龙江 学号802102152 专业计算机科学与技术班级08计科一班 指导教师 导师职称 最终成绩 计算机信息管理学院
学年论文写作指导记录
指导教师评语
内蒙古财经学院本科学年论文 网络安全技术浅析 ——网络安全技术解决方案 作者郝龙江 系别计算机信息管理学院 专业计算机科学与技术 年级08计科一班 学号802102152 指导教师 导师职称
内容提要 网络安全技术是指致力于解决诸如如何有效进行介人控制，以及如何保证数据传输的安全性的技术手段，主要包括物理的安全分析技术，网络结构安全分析技术，系统安全分析技术。管理安全分析技术，以及其他的安全服务和安全机制策略，其目标是确保计算机网络的持续健康运行。 关键词：计算机网络；网络故障：网络维护；安全技术 Abstract
网络安全技术浅析 ——网络安全技术解决方案 随着计算机联网的逐步实现，Internet前景越来越美好，全球经济发展正在进入信息经济时代，知识经济初见端倪。网络安全越来越受到重视。网络安全产品有以下几大特点：第一，网络安全来源于安全策略与技术的多样化，如果采用一种统一的技术和策略也就不安全了；第二，网络的安全机制与技术要不断地变化；第三，随着网络在社会个方面的延伸，进入网络的手段也越来越多，因此，网络安全是一个十分复杂的系统工程。所以安全产业将来也是一个随着新技术发展而不断发展的产业。网络安全主要是信息安全，那么计算机信息的保密问题显得越来越重要，无论是个人信息通信还是电子商务发展，都迫切需要保证Internet网上信息传输的安全，需要保证信息安全。信息安全技术是一门综合学科，它涉及信息论、计算机科学和密码学等多方面知识，它的主要任务是研究计算机系统和通信网络内信息的保护方法以实现系统内信息的安全、保密、真实和完整。 所谓网络安全性，用最朴实的话来说就是：用一组规则约束所有的网络活动，只有被允许的活动才能正常运行，所有不允许的活动都被禁止。那什么样的活动是不允许的？什么样的活动会对网络安全造成文协呢？一般来说有七种。 1.1网络窃听 在广域网中，每个节点都能读取网上的数据，这是互联网的主要脆弱点。互联网体系结构允许监视器接受网上传输的所有数据桢而不考虑传输目的地址，这种特性使得窃听网上的数据或非授权访问很容易且不易被发现。 1.2 完整性破坏 当信息系统被有意或无意的修改或破坏时，就会发生数据完整性破坏。 1.3数据修改 数据修改是在非授权和不能监测的方式下对数据的改变。当节点修改加入网中的桢并传送修改版本时就发生了数据修改。即使采用某些级别的认证机制，此种供给也能危及可信节点的通信。 1.4 重发 重发就是重复一份保文或报文的一部分，以便产生一个被授权效果。当节点考贝发到其他节点的报文并在其后重发它们时，如果不能检测重发，节点依据此报文的内容接受某些操作。 1.5假冒 当一个实体假扮成另一个实体时，就发生了假冒。很多网络适配器都允许网桢的源地址由节点自己来选取或改变，这就使冒充变得较为容易。 1.6服务否认 当一个授权实体不能获得对网络资源的访问或当紧急操作被推迟时，就发生了服务否认。这可能是由网络部件的物理损坏而引起的，也可能由超载而引起。 1.7计算机病毒 这是一种人为编制的隐藏在计算机中很难被发现且具有特定破坏能力的程序或代码，能够通过软盘。硬盘。通信链路和其他途径在计算机网络能转播和蔓延，具有极大的破坏性。 计算机网络技术的普及和越来越广泛地应用于工业、农业、交通等国民经济各个领域和国防建设和军事领域,计算机网络时常出现的安全问题日益增多,存在的安全隐患,促使人们采取各种方案保护计算机网络的安全。下面介绍了计算机安全技术的解决方案
微乳液法制备纳米材料的研究进展
微乳液法制备纳米材料的研究进展 201200110038 李吉相 摘要：综述了微乳液法制备纳米材料的基本原理和影响因索，回顾了微乳液在金属、金属卤化物、金属硫化物、金属碳酸盐、金属和非金属氧化物等纳米微粒制备中的应用，展望了这一领域的发展方向。 关键词：微乳液；纳米微粒；制备 纳米材料是指由极细晶粒组成，特征纬度尺寸在纳米数量级(~100nm)的固体材料【1】。其制备方法多种多样【2】，一般来说，制备较大量的纳米晶固体的方法有三种，这些方法简单而又经济，且都保证了粒子的小尺寸和窄的分布。它们是：1) 用脉冲电子沉积法制备金属或合金的纳米晶： 2) 在微乳液中运用沉淀法制备氟化物的纳米晶，如在反相(w ／O)微乳液中合成NH．M nF。； 3) 在微乳液中运用溶胶一凝胶水解法制得金属氧化物的纳米晶，其中后两种方法都使用了微乳液制备法。这也说明微乳液法在纳米材料制备科学中占有极为重要的地位。在合成时使用微乳液法，在纳米微粒的表面有一层表面活性剂膜，故在制作电镜样品的抽真空、蒸发溶剂的过程中，纳米微粒保持分散状态而不发生凝聚。微乳液通常是由表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)、油(通常为碳氢化合物)和水(或电解质水溶液)组成的透明的、各相同性的热力学稳定体系【3】。微乳液中，微小的“水池”被表面活性剂和助表面活性剂所组成的单分子层界面所包围而形成微乳颗粒，其大小可控制在几十至几百个之间。微小的“水池，尺度小且彼此分离，因而构不成水相【4】，通常称之为“准相”。微乳液是热力学稳定体系，其水核是一个“微型反应器”，这个“微型反应器”拥有很大的界面，在其中可以增溶各种不同的化合物，是非常好的化学反应介质。微乳液的水核尺寸是由增溶水的量决定的，随增溶水量的增加而增大。因此，在水核内进行化学反应制备超细颗粒时，由于反应物被限制在水核内，最终得到的颗粒粒径将受到水核大小的控制。 微乳液用来作为合成纳米微粒的介质，是因为它能提供一个特定的水核，水溶性反应物在水核中发生化学反应可以得到所要制备的纳米微粒。影响纳米微粒制备的因素主要有以下三方面： (1)微乳液组成的影响 纳米微粒的粒径与微乳液的水核半径有关，水核半径是由W一[HzO]／E表面活性剂]决定的。微乳液组成的变化将导致水核的增大或减小，水核的大小直接决定超细颗粒的尺寸。一般说来，超细颗粒的直径要比水核直径稍大，这可能是由于胶团间快速的物质交换而导致不同水核内沉淀物的聚集所致。 (2)反应物浓度的影响 适当调节反应物的浓度，可使制取粒子的大小受到控制。Pileni等在AOT／异辛烷／H O 反胶团体系中制备CdS粒子时，发现超细颗粒的直径受X 一[cd ]／[s 一]的影响，当反应物之一过量时，生成较小的CdS粒子。这是由于当反应物之一过剩时，结晶过程比等量反应要快，生成的超细颗粒粒径也就偏小。 (3)微乳液界面膜的影响 选择合适的表面活性剂是进行超细颗粒合成的第一步。为了保证形成的微乳液颗粒在反应过程中不发生进一步聚集，选择的表面活性剂成膜性能要合适，否则在微乳液颗粒碰撞时表面活性剂所形成的界面膜易被打开，导致不同水核内的固体核或超细颗粒之间的物质交换，这样就难
互联网接入技术论文
互联网接入技术论文 当今发展一大显著特色就是互联网技术的接入以及运用。下面是由 ___的互联网接入技术，谢谢你的阅读。 互联网固定接入方式的发展变化及展望 摘要：本文主要从互联网的接入方式入手，简要的介绍了几种常见的互联网接入方式，并对其中的无线接入方式中的固定接入方式进行了重点的阐述。互联网接入方式中的固定无线接入技术主要有多路多点分配技术以及本地多点分配技术两种，在重点对这两种技术进行说明的基础上，再对互联网固定接入方式今后的发展、变化做重点的描述。 关键词：互联网;固定接入;发展;展望 ：TN929.5 当今科技发展一大显著特色就是互联网技术的发展以及运用。互联网因为其自身具有的无可比拟的优点渐渐渗透到了人们所处、所行的各个领域，已然是人民生活中不可缺少的重要以部分。而对于互联网而言，其接入方式则也是一个十分重要的方面，在互联网的使用以及建设中占有重要的地位。
1 互联网常用接入方式 在当今世界大放异彩的互联网的主要接入方式总的来讲主要有两种，分别是有线接入方式以及无线接入方式。下面就对这两种方式进行简要的介绍。 1.1 有线接入系统。在有线接入这个大方向下，依据接入互联网中的传输介质的不同，又可以分为铜线接入，光纤接入等类型。铜线接入技术又包括了窄带拨号以及DSL宽带接入技术两种。其中，窄带拨号主要是适用于互联网建设的初期。互联网发展的初期主要传输的是字符、文本、数据等，需要的速率不高。DSL宽带接入技术则是随着互联网的传输资料变为为各种可传递的声音、图像，对互联网的传输速度要求提高的现状而产生的。DSL接入技术基于现有的电话线传输介质，充分扩展利用电话线的可用频带，实现了互联网传输速度的极大提高。光纤接入网(OAN)技术的出现也是对于互联网的传输速度的要求的基础上实现的。互联网在各个领域都发挥着巨大的服务作用，如视频流媒体、VOIP语音视频等。这些都要求互联网速度的进一步提升。光纤技术接入网正是在这种形式下应运而生的，光纤接入网的技术主要有两种：有源光网络(AON)和无源光网络(PON)。ON当前主流的代表技术有GPON和EPON两种。中国移动主要使用的是GPON技术。
硅丙乳液的合成及应用
硅-丙乳液的合成及应用 摘要 随着社会的不断发展，建筑行业对乳液的性能要求不断提高，合成一种高性能的外墙乳液已成为研究热点。丙烯酸乳液原料来源丰富、成膜性好、粘结性强、强度高，用有机硅改性的丙烯酸乳液，不仅可以解决丙烯酸乳液成膜时热粘冷脆的不足，并且形成的Si-0-Si为大分子的主链，具有无机化合物和有机聚合物优良性能，如耐候性、疏水性、透气性、抗沾污性和耐磨性等。通过有机硅改性丙烯酸乳液，可得到兼有有机硅和丙烯酸的高性能乳液，硅-丙高性能乳胶漆具有优异的耐候性、耐水性、耐碱性、耐沾污性和耐擦洗性等性能。本文综述了乳液合成的进展、特点、机理，并阐述了硅-丙乳液合成方法及应用。 关键词：改性；硅-丙乳液；合成；应用
The Synthesis and Application of Silicone - Acrylic Emulsion Abstract With the development of society, the requirement of emulsion properties was boosting, it has been the focus to compound high-performance exterior emulsion. Acrylic emulsion possesses advantages of much material, good film-forming, strong bonding and high strength. Acrylic emulsion modified by organic silicone can not only solve the shortages of thermo-viscoelasticity and cold brittleness, but also form the Si-O-Si as macromolecular main chain, which has the excellent properties of inorganic compounds and organic polymer, such as weather resistance, hydrophobic, permeability, contamination resistance and wearability. Acrylic emulsion modified by organic silicone has high performance both silicone and acrylic emulsion. Silicone-acrylic emulsion paint has excellent property of weatherability, water resistance, alkali resistance, stain resistance and scrub resistance etc. The mechanism, advantage and study progress of preparing emulsions were reviewed and synthesis method and application of silicone - acrylic emulsion were expounded.
聚酰亚胺在微电子领域的应用及研究进展 王正芳
聚酰亚胺在微电子领域的应用及研究进展王正芳 发表时间：2019-10-23T14:56:28.063Z 来源：《电力设备》2019年第10期作者：王正芳张馨予 [导读] 摘要：随着科技的深入发展，半导体和微电子工业已经成为国民经济的支柱性产业。 （天津环鑫科技发展有限公司天津市 30000） 摘要：随着科技的深入发展，半导体和微电子工业已经成为国民经济的支柱性产业。微电子工业的发展，除了设计、加工等本身技术的不断更新外，各种与之配套的材料的发展也有着十分重要的支撑作用。电子产品的轻量化、高性能化和多功能化使得其对高分子材料的要求也越来越高。聚酰亚胺(PI)可以说是目前电子化学品中最有发展前途的有机高分子材料之一。其优异的综合性能可满足微电子工业对材料的苛刻要求，因此得到了广泛的重视。 关键词：聚酰亚胺；PI薄膜；应用 信息产业的迅速发展除了技术的不断更新外，各种配套材料的发展同样占据着十分重要的地位。为微电子工业配套的专用化学材料通常称为“电子化学品”，其主要包括集成电路和分立器件用化学品、印刷电路板配套化学品、表面组装用化学品和显示器件用化学品等。电子化学品具有质量要求高、用量少、对生产及使用环境洁净度要求高和产品更新换代快等特点。同时PI具有比无机介电材料二氧化硅、氮化硅更好的成膜性能和力学性能，对常用的硅片、金属和介电材料有很好的粘结性能，聚酰亚胺（PI）薄膜具有良好的耐高低温性能、环境稳定性、力学性能以及优良的介电性能，在众多基础工业与高技术领域中均得到广泛应用。 一、PI发展及在微电子领域的应用 截至目前，PI已经成为耐热芳杂环高分子中应用最为广泛的材料之一，其大类品种就有20多种，较为著名的生产厂家包括通用电气公司GE、美国石油公司等，由于具有很好的热力学稳定性、机械性能及电性能，PI被广泛应用于半导体及微电子行业。可以说，微电子产业的发展水平，离不开PI材料的贡献。PI主要的应用包括下面方面。 1、α粒子的屏蔽层航空航天、军用集成电路在辐射环境中，遭受射线辐射后会发生性能劣化或失效，进而导致仪器设备的失控，因此其抗辐射的性能非常重要。高纯度（低杂质）的PI涂层是一种重要的耐辐射遮挡材料。在元器件外壳涂覆PI遮挡层，可有效防止由微量放射性物质释放的射线而造成的存储器错误。 2、元器件的金属层间介质以及先进封装的再布线技术材料。PI在微电子领域的很多应用，都是出于其优良的综合性能而不是单一特性，某些类似的应用可以发生在不同的领域中，一些应用情况也可以有多重的目的以及名称，因此在介绍文章的描述中，容易产生混乱。由于PI较低的介电常数减少电路时延和串扰，与其他材料的较好的粘附性防止脱离，常用金属材料在其中较低的扩散可靠性，挥发放气极低，以及良好的成膜和填平性，因此可作为多层金属互联结构的层间介质材料（ILD)，缓和应力，提高集成电路的速度、集成度和可靠性。类似的考虑也导致其作为先进封装的再布线RDL技术的首选介质材料，用于一般晶圆级的封装WLP中的扇入（Fan-in)和扇出（Fan-out)技术，以及多芯片组件（MCM）等技术中的再布线工艺。 3、微电子器件的钝化层\缓冲\填充\保护层。PI涂层作为钝化层，可有效地改善界面状况，阻滞电子迁移、降低漏电流，防止后序工艺和使用过程中的机械刮擦和表面污染，也可有效地增加元器件的抗潮湿能力。作为缓冲层（Stress Buffer）可有效地降低由于热应力和机械应力引起的电路崩裂断路。单层PI膜，往往同时起到化学钝化、机械保护、空间填充/平坦化的多重功能。此外，PI在微电子产业中的重要潜在应用还有：生物微电极（良好的生物相容性），以及光电材料（波导、开关器件），微电机（MEMS）工艺材料等。这些都是目前发展十分迅速的新兴技术领域，预示着这种介质材料的光明市场前景。尽管PI材料在微电子领域的市场前景十分广阔，且该领域与其他传统材料领域的也有很大不同，体现在初期体量小成本高，对材料的性能质量要求苛刻，而且呈现多样性特点，比如希望进一步降低介电常数，提高/降低玻璃化转变温度，降低吸水率等。在技术方面，它还面临着其他类似材料比如苯并环丁烯（BCB）聚合物，聚苯并唑（PBO）等的激烈竞争。 4、含氟PI在光波导材料中的应用。近年来，关于聚合物光波导材料的开发研究日益受到人们的重视。与传统的无机光波导材料相比，有机聚合物光波导材料具有如下特点:(1)较高的电光耦合系数;较低的介电常数;较短的响应时间和较小的热损耗;(2)加工工艺简单经济，无须高温加热处理，只要通过匀胶、光刻等工艺即可制得复杂的光电集成器件，而且器件具有轻巧、机械性能好的特点，适用于制作大型光学器件和挠性器件。目前研究较多的聚合物光波导材料包括氟代、氘代的聚甲基丙烯酸甲酯、含氟聚酰亚胺、含氟聚芳醚以及聚硅氧烷等[1]。含氟聚酰亚胺不仅具有传统聚酰亚胺材料所具有的耐高温、耐腐蚀、机械性能优良等性质，而且还具有溶解性能优异、低介电常数、低吸水率、低热膨胀系数等特性，因此非常适于制造光波导材料。 5、含氟PI在非线性光学材料中的应用。常用的非线性光学材料包括无机材料，如铌酸锂(LiNbO3)和有机聚合物材料，如聚酰亚胺等。聚合物作为非线性光学材料具有比无机材料更为明显的非线性光学效应、更快的响应速度以及低得多的介电常数。同时聚合物材料还具有结构多样、加工性能优越、与微电子技术和光纤技术具有良好适应性等特点，因此应用越来越广泛。与无机材料相比，PI材料具有非线性系数大、响应时间短、介电常数低、频带宽、易合成等特性，同时还具有优良的热性能、电性能、机械性能以及环境稳定性能等，而且可以与现有的微电子工艺良好地兼容，可在各种基材上制备器件，特别是可以制作多层材料，达到垂直集成，这是现有的铌酸锂等无机材料做不到的。含氟PI在保持PI固有的优良特性的同时，极大地改善了PI的溶解性，这就避免了聚酰胺酸在热亚胺化过程中，由于脱除小分子水留下“空穴”而引起光散射。 二、PI超薄膜未来发展趋势 PI超薄膜是近年才发展起来的一类高性能高分子薄膜材料，优异的综合性能很快确立了其在有机薄膜材料家族中的顶端地位。目前，PI超薄膜的发展方向主要体现在两个方面：一是标准型Kapton薄膜的超薄化；另一个是功能性PI超薄膜的研制与开发。对于前者而言，Kapton薄膜本身优良的热学与力学性能保证了其在超薄化过程中性能的稳定，其主要技术瓶颈更多地在于制备设备与制膜工艺参数的优化与调整。而对于功能性PI超薄膜而言，其性能不仅与设备和工艺有着密切的关系，而且树脂结构的分子设计以及新合成方法的研究也起着至关重要的作用。如何在保证特种功能的前提下，尽可能地保持PI薄膜固有的力学性能、热性能等是一项极具挑战性的研究课题，也是未来一项主要研究课题。 超薄型PI薄膜在现代工业领域中具有广泛的应用前景。国外十分重视这类材料的研制与开发，已经有批量化产品问世。由于PI超薄膜的应用领域较为特殊，国外对该材料的出口限制十分严格，某些品种甚至是对我国禁售的，这就需要国内尽早开展相关研究与产业化工
基于Pickering乳液构建的多级孔材料及其应用研究
基于Pickering乳液构建的多级孔材料及其应用研究 多级孔结构在自然界无处不在。尤其是在生命有机体中,多级孔结构在细胞、组织甚至器官的构建中都起着非常重要的作用。 迄今为止,受大自然的启发,科学家们已经成功地制备了大量具有多级孔道结构的材料,在材料的设计、合成和应用等方面都取得了巨大的进展。然而与自然界中的多级孔结构相比,“人造的”多级孔材料还有许多方面需要提高。 譬如,孔道结构比较简单、机械强度比较差和功能比较单一等。因此,如何设计制备结构丰富、应用广泛和性能良好的多级孔材料,依然是该领域研究的一个热点。 在本论文中,我们设计开发了一种基于Pickering乳液的多重模板法,结合溶胶凝胶和分子自组装技术,成功地合成了一系列孔道结构丰富、孔径分布可调的多级孔材料,并探索了这些多级孔材料在超级电容器等领域的应用。与传统乳液相比,Pickering乳液(即固体颗粒稳定的乳液),不但稳定性高,而且具有双重模板的特性。 该多重模板法工艺简单、易于放大,且具有广泛的适用性和灵活性。本论文的主要研究内容可分为四个部分,具体结论概括如下:1.基于水包油Pickering 乳液模板制备多级孔二氧化硅微胶囊的研究设计开发了一种基于水包油Pickering乳液的多重模板法。 该方法以碳酸钙棒稳定的油滴为软模板,碳酸钙棒为硬模板,辅以十六烷基三甲基溴化铵(Hexadecyltrimethylammonium bromide,CTAB)胶束模板,成功地合成了具有微孔-介孔-大孔多级孔结构的二氧化硅微胶囊。该微胶囊含有5种不同的孔道结构,其孔径分布从1 nm到100μm,横跨多达5个数量级。
网络技术与应用的论文
中外网络教育对比分析 马克思主义教育学院思想政治教育专业1112303 朱晓妍 摘要：网络已经成为当今世界重要的组成部分，人们的生活、学习、娱乐等诸多社会时间活动都离不开网络。现代网络的兴起和发展带来了学习方式和内容的革新，网络教育是未来社会发展的方向。本文通过对中外网络教育发展的现状、发展特点、发展差异的分析，试图找到中国网络教育的机会点，从而对于我国网络教育有更进一步的认识，为日后中国的网络教育提供借鉴。 关键词：网络教育；中外差异；机会点 网络在学习中发挥着日益重要的作用。美国是网络教育的发源地，欧盟在网络教育方面的发展起步也很早，而中国则起步较晚，发展状况也不如发达国家充分和完备。我国提出科教兴国和人才强国战略，指明科学技术是第一生产力，而教育则是培养人才，科技创新的源泉。网络日趋成为推动教育事业发展不容小觑的动力，对比中外，有利于中国汲取别国网络教育发展的经验和长处，不断完善自我，推进中国网络教育事业的发展。 一、国内外网络教育发展概况 1、网络教育的产生及内涵 网络发源于美国，网络教育亦是在美国最早起步。自从世界上第一个网络APPANET产生以后，美国的企业、高校等机构就试图将网络和教育结合，研究怎样把网络应用于教育之中。尤其是1992年克林顿在竞选美国总统演说时提到的“信息高速公路”的设想正式将网络教育的发展提到日程上来，导致其快速发展；在1993年9月,美国政府制定实施“国家信息基础设施战略”。这一战略的主要目的是：学生通过NII和多媒体交互式远距离教学设备,以达到不必到学校上课就能接受教师的授课；克林顿又于1996年10月,宣布了“下一代网络计划”。通过实行此计划，各大学和国家实验室的网络速度大大提升。至此，网络教育具备了初步的发展，并且欧洲、日本等发达国家和部分发展中国家也随后产生。 此外，清楚什么是“网络教育”也是我们进行中外网络教育对比和发展我国网络教育的前提。国内关于网络教育的解释是：网络教育是现代信息技术应用于教育后产生的新概念，即运用网络技术与环境开展的教育，教育部出台的文件中指出，网络教育也称现代远程教育。 ①现代远程教育是指利用网络技术、多媒体技术等现代信息技术手段开展的新型教育形态，是建立在现代电子信息通信技术基础上的网络教育。现代远程教育是相对于函授教育、广播电视教育等传统远程教育形态而言。网络媒体具有的实时互动、远程交流、信息共享等特点让其成为一种实施性强、实际应用效果好、优势独特的新兴教育形式。 2、国外网络教育发展现状 （1）美国网络教育发展现状 美国的网络教育起步最早，从克林顿政府的大力推行以来，网络教育的发展日趋规模化和系统化。因为网络教育受到了政府的大力推广，所以在资金和技术方面有比较成熟的条件，目前，美国已经发展成为世界上网络教育规模最大、水平最高的国家。 从规模上看，据统计，美国目前大学里高年级学生使用网络的比率是100%，90%的学生每天或经常使用电子邮件。据美国联邦教育部教育统计中心2000年2月公布的一份统计摘要报告称：1999年初,几乎所有公立中小学校均已接入国际互联网。美国中小学校全部上网 ①https://www.360docs.net/doc/2e18266455.html,/link?url=hTcWHCdTCsejhJ7_PtAh_JggAaHOdpCmgpx3PXQFqIlJukv4 hzcIuSnROByig4aX