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使用JD足球反波胆APP下载进行乳液原位表征。使用JD足球反波胆APP下载(尖端尺寸10μm,JD足球反波胆APP下载 A/S,Denmark)测量JD足球反波胆APP下载、ORP和DO微剖面。ORPJD足球反波胆APP下载的校准使用在JD足球反波胆APP下载 7和JD足球反波胆APP下载 4下饱和了醌氢醌的磷酸盐缓冲溶液(5 mM),这分别相当于462和285 mV的JD足球反波胆APP下载化还原电位。JD足球反波胆APP下载JD足球反波胆APP下载使用JD足球反波胆APP下载 4、7和10标准缓冲溶液(Fisher Scientific)进行校准。DOJD足球反波胆APP下载在相应的JD足球反波胆APP下载饱和(21%DO,23°C时为8.6 mg O?/L)表面活性剂溶液(100 ppm Triton X-100或SDS)和氮气鼓泡下(0%DO)的相同溶液中进行校准。JD足球反波胆APP下载在每次剖面测量前后均进行校准以验证所测微剖面(图S3)。JD足球反波胆APP下载、ORP和DOJD足球反波胆APP下载的性能评估在别处有详细描述。
图S3.乳液样品剖面测量前后(a)ORP、(b)DO和(c)JD足球反波胆APP下载JD足球反波胆APP下载的校准曲线。
图S4.JD足球反波胆APP下载乳液表征实验装置。(a)JD足球反波胆APP下载接近乳液层的显微图像。(b)实验装置示意图。
对于微剖面测量,将乳液样品置于微剖面室(50 mL自立式管,EW-06344-25,Cole Parmer)中,使用夹具固定(图S4)。使用三维(3D)微操纵器(JD足球反波胆APP下载 A/S,Denmark)实现JD足球反波胆APP下载尖端在样品中的定位和移动,并使用带有CCD相机(World Precision Instruments,Sarasota,FL)的立体显微镜进行观察。Ag/AgCl参比电极(MI-401,Microelectrodes Inc.,Bedford,NH)置于乳液层中。JD足球反波胆APP下载信号使用万用表(JD足球反波胆APP下载 A/S,Denmark)测量,实验在法拉第笼(81-334-04,Technical Manufacturing Co.,Peabody,MA)中进行以最小化电干扰。微剖面测量每100μm进行一次,根据乳液样品不同,DO、JD足球反波胆APP下载和ORP每次测量之间的等待时间分别为5、60和90秒以稳定信号。每个参数测量四次重复剖面;两次从上到下方向,两次从下到上方向。本文中显示的微剖面是这些重复的平均值。微剖面从传感器通过接触油获得稳定电信号(mV或pA)的点开始,垂直向底部方向测量。
结果与讨论
视觉观察。在不同表面活性剂和盐度水平下的视觉观察表明,NaCl和表面活性剂类型都对水包油乳液的稳定性有显著影响。在制备了具有不同表面活性剂和NaCl浓度的各种乳液样品后,观察了乳液样品在10天内的稳定性(图1)。
图1不同水包油乳液样品随时间变化的视觉观察。使用100 ppm表面活性剂浓度制备宏乳液样品。
油水界面的化学微剖面。油水混合物中JD足球反波胆APP下载性能验证。除微乳液外,乳液在热力学上是不稳定的,只会作为分散体保持有限的时间。理解油/水(或水/油)界面对乳液形成和稳定性的作用在近年已得到充分研究;然而,跨界面的组分相互作用仍有待探索。本研究使用针型JD足球反波胆APP下载来表征各种模拟舱底水乳液下油和水之间的原位界面反应。由于这是首次将电化学传感器应用于油水混合物,使用众所周知的DOJD足球反波胆APP下载进行了测试,以验证电化学JD足球反波胆APP下载在油水混合物中的性能,在不同DO条件下,DO剖面清晰地显示了DO从油相(21%)向含有除JD足球反波胆APP下载剂的水相(0%)的扩散。JD足球反波胆APP下载性能验证的详细信息见支持信息(图S9)。
图S9.通过空气、油和水相的DO微剖面。水相完全饱和JD足球反波胆APP下载气(21%DO)或不含JD足球反波胆APP下载气(0%DO)。
图4(a)NSBM#4与表面活性剂样品(100 ppm Triton X-100 vs SDS)及(b)矿物油与表面活性剂样品的空间JD足球反波胆APP下载变化。0μm代表油水界面。表面活性剂溶液使用纯DI水制备。
未知油添加剂对表面活性剂溶液JD足球反波胆APP下载的影响。在JD足球反波胆APP下载剖面测量期间,观察到油和水分散相与连续相之间的界面处存在意外的JD足球反波胆APP下载变化。图4显示了跨越分散相和连续相之间界面的JD足球反波胆APP下载梯度。在加入NSBM#4或矿物油后1分钟测量JD足球反波胆APP下载。当100 ppm SDS溶液是连续相时,JD足球反波胆APP下载从7.3(本体)明显增加到8.3(界面)(图4a)。当Triton X-100作为连续相时,观察到JD足球反波胆APP下载从7.7(本体)增加到8.3(界面)(图4a)。两种表面活性剂溶液在界面处的JD足球反波胆APP下载升高被假设为一种未知油添加剂的结果,该添加剂可能部分溶于水并扩散到连续相中。为了验证这一假设,测量了以矿物油作为分散相对照的界面处的JD足球反波胆APP下载微剖面。由于矿物油是纯油,不含添加剂,在整个表面活性剂溶液中,包括界面表面,应该没有JD足球反波胆APP下载变化(图4b)。Triton X-100和SDS(100 ppm)的初始JD足球反波胆APP下载分别为6.7和6.5。加入NSBM#4后,本体JD足球反波胆APP下载分别增加到7.7和7.3,表明未知添加剂是一种高JD足球反波胆APP下载碱性化学物质。图4a显示,油添加剂难以扩散穿过带负电荷的SDS表面活性剂层(具有较大的JD足球反波胆APP下载梯度),而它可以容易地穿过非离子表面活性剂层(即Triton X-100)。这里的发现意味着油添加剂和表面活性剂类型会影响水包油乳液的JD足球反波胆APP下载,进而影响胶束稳定性和乳液破乳/分离过程(如电絮凝)的性能。
图5阴离子表面活性剂(SDS)和盐度对水包油乳液(1%NSBM#4+SDS)中空间与时间维度JD足球反波胆APP下载、DO及ORP变化的影响。(a)无NaCl的JD足球反波胆APP下载剖面,(b)含0.1 M NaCl的JD足球反波胆APP下载剖面,(c)无NaCl的DO剖面,(d)含0.1 M NaCl的DO剖面,(e)无NaCl的ORP剖面,(f)含0.1 M NaCl的ORP剖面。0μm表示传感器接触油相时的信号点。油与乳液界面在剖面的灰色区域内随时间变化。
图6非离子表面活性剂(Triton X-100)和盐度对水包油乳液(1%NSBM#4+Triton X-100)中空间与时间维度JD足球反波胆APP下载、DO及ORP变化的影响。