一种超高耐盐性木质素基Pickering乳液及其制备方法

本发明涉及pickering乳液，具体来说，涉及一种超高耐盐性木质素基pickering乳液及其制备方法。

背景技术：

1、乳液是指一相以小液滴状态分散于另一相液体中形成的非均相分散体系，比如常见的的化妆品乳液，奶油，原油等，乳状液在工业、农业、医药和日常生活中都有着极广泛的应用。乳液所处的环境对乳液的稳定性非常重要，对于传统乳液而言，在酸碱条件、高温条件以及高盐条件下很容易造成乳液失稳。pickering乳液由于是不含表面活性剂的一类乳液，通过固体粒子在油水界面上的不可逆吸附稳定油滴，具有优异的稳定性，具有非常广的应用前景。对于常见的固体粒子如sio2和纤维素稳定的pickering乳液，具有一定的耐盐稳定性，但是盐度过高会导致粒子严重聚集从而破乳。因此开发出具有较高耐盐稳定的乳液对于某些极端环境如石油工业具有重要的意义。

2、木质素作为自然界中含有芳香族结构的一种生物大分子聚合物，广泛存在于高等植物中，含量仅次于纤维素。除了刚性的苯环结构外，木质素还拥有丰富的羟基、羧基、醛基等官能团。其分子结构上的两亲性和三维网络结构在pickering乳液的制备和稳定性方面具有天然优势。近些年，木质素在pickering乳液中的应用成为了国内外研究的焦点问题。木质素胶体溶液通常具有一定的耐盐稳定性，而盐的存在会使木质素粒子之间发生絮聚，轻微絮聚的粒子反而更有利于pickering乳液的稳定性，因此将木质素胶体耐盐稳定性的性质应用到pickering乳液中，有望实现在高盐度的环境中制备出具有优异稳定性的乳液。

技术实现思路

1、技术问题：为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于：一种超高耐盐性木质素基pickering乳液及其制备方法。本发明首先利用极性溶剂分级和溶剂交换的方法制备出均一稳定的木质素胶体分散液，然后加入盐和油相制备具有超高耐盐性的木质素基pickering乳液。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种超高耐盐性木质素基pickering乳液的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)木质素胶体分散液的制备：将木质素溶解在水中，固液比为1∶50，超声处理，充分溶解后离心分离除去上清液，得到沉淀1；将沉淀1完全干燥后溶解在thf中，超声处理，充分溶解后进行离心分离除去上清液，得到沉淀2；将沉淀2真空干燥后，溶解在thf/水(vthf/v水＝7/3)中，初始浓度为1-50mg/ml，然后加入大量水(水的体积比为80-95％)，磁力搅拌至通风橱中挥发24-48h后，旋转蒸发除去残余的thf，得到木质素胶体分散液；

4、(2)pickering乳液的制备：将盐溶液加入到步骤(1)中的木质素胶体分散液中，在涡旋的作用下充分溶解，得到木质素粒子不同聚集程度的胶体分散液；将聚集后的木质素胶体分散液和油相以一定体积比混合，经高速剪切作用，转速为12000-18000rpm，乳化时间为2-5min，得到木质素胶体稳定的pickering乳液。

5、上述方案中，进一步地，步骤(1)的木质素为硫酸盐木质素、碱木质素，酶解木质素中的一种或几种。

6、上述方案中，进一步地，步骤(1)超声处理时间均为30-60min。

7、上述方案中，进一步地，步骤(1)离心分离的转速均为8000-10000rpm，离心时间均为10-30min。

8、上述方案中，进一步地，步骤(1)木质素胶体分散液的浓度为0.1％-1％。

9、上述方案中，进一步地，步骤(2)盐溶液为nacl溶液、kcl溶液、cacl2、lacl3溶液、na2so4溶液中的一种或几种。

10、上述方案中，进一步地，步骤(2)加入nacl的浓度为10-1000mm。

11、上述方案中，进一步的，步骤(2)的油相为十八烷、十六烷、十二烷和环己烷中的一种或几种。

12、pickering乳液的耐盐稳定性是指在有无机盐存在的条件下乳液能够保持稳定不发生相分离的能力。通常条件下，胶体稳定性较差的颗粒往往更适用于稳定pickering乳液，粒子之间轻微的絮聚有利于提高界面膜的强度，然而在较高的盐度条件下，粒子之间会发生严重聚集，会导致液滴之间的聚集程度增加，液滴表面的粒子也更倾向于自我聚集，逐渐失去对液滴的保护作用。对于木质素胶体溶液来说，粒子之间的相互作用主要是静电排斥作用，这也是胶体粒子具有稳定性的主要原因。利用盐的屏蔽作用可以降低木质素粒子之间的静电排斥力，使粒子之间发生聚集。当盐度持续增加时，胶体溶液的电位会最终维持在-20mv左右，木质素胶粒自身聚集的程度是有限的，不足以破坏在油水界面上的木质素粒子膜的稳定性，反而会通过絮聚作用在液滴之间形成网络结构降低液滴的移动速率，促进乳液的稳定性。

13、有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明先通过溶解交换法制备出具有均一形貌的木质素纳米粒子分散液；然后利用盐溶液的静电屏蔽作用，使得木质素胶体溶液中的木质素粒子发生聚集，最后与油相以一定比例混合制备具有超高耐盐性的木质素基pickering乳液。

14、本发明通过木质素胶体分散液中加入盐溶液，使木质素粒子发生聚集，木质素胶体稳定的pickering乳液的稳定性会随着木质素胶体分散液中木质素粒子聚集程度的增加而增加。木质素粒子的过度聚集不仅不会导致乳液破乳，反而能进一步增强乳液的稳定性，在木质素粒子之间出现严重聚集直至沉淀时，pickering乳液的稳定性达到最高。本发明制得的木质素基pickering乳液具有优异的耐盐稳定性，扩大了pickering乳液在高盐环境领域的应用。

15、本发明原材料来源广泛，成本较低，实现了对木质素的高值化利用。

技术特征：

1.一种超高耐盐性木质素基pickering乳液的制备方法，包括如下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种超高耐盐性木质素基pickering乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)的木质素为硫酸盐木质素、碱木质素，酶解木质素中的一种或几种。

3.按照权利要求1所述的一种超高耐盐性木质素基pickering乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的超声处理时间均为30-60min，离心分离的转速均为8000-10000rpm，离心时间均为10-30min。

4.按照权利要求1所述的一种超高耐盐性木质素基pickering乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中木质素胶体分散液的浓度为0.01％-1％。

5.按照权利要求1所述的一种超高耐盐性木质素基pickering乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，自然挥发时间为24-48h，磁力搅拌的转速为400-800rpm，旋转蒸发温度为30-80℃。

6.按照权利要求1所述的一种超高耐盐性木质素基pickering乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中盐溶液为nacl溶液、kcl溶液、lacl3溶液、k2so4溶液、na2so4溶液中的一种或几种。

7.按照权利要求6所述的一种超高耐盐性木质素基pickering乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中盐溶液的浓度为10-1000mm。

8.按照权利要求1所述的一种超高耐盐性木质素基pickering乳液及其制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中木质素胶体分散液和油相的体积比为1∶(1-3)。

9.按照权利要求1所述的一种超高耐盐性木质素基pickering乳液及其制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的油相为十八烷、十六烷、十二烷和环己烷中的一种或几种。

10.一种超高耐盐性木质素基pickering乳液，其特征在于，由权利要求1-9所述制备方法制得。

技术总结
本发明公开了一种超高耐盐性木质素基Pickering乳液及其制备方法，将木质素溶解在水中，超声，溶解后离心分离除去上清液，得到沉淀1；将沉淀1完全干燥后溶解在THF中，超声，充分溶解后进行离心分离除去上清液，得到沉淀2；将沉淀2真空干燥后，溶解在THF/水中，然后加入大量水，搅拌、自然挥发一段时间后蒸发除去残余的THF，得到木质素胶体分散液；将盐溶液加入到木质素胶体分散液中，充分溶解，得到木质素粒子聚集后的胶体分散液。将聚集后的木质素胶体分散液与油相以一定体积比混合，经高速剪切作用，得到木质素胶体稳定的Pickering乳液。本发明制备的木质素基Pickering乳液具有超高耐盐性，在无机盐含量较高的条件下仍能保持较高的稳定性，扩大了Pickering乳液的应用范围。

技术研发人员：宋君龙,田静,郭家奇,朱文远
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7