《Nanoscale Advances》：Microemulsion-templated nickel hydroxide nanoparticles as efficient stabilizers for twofold phase inversion Pickering emulsionsOpen Access
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研究人员利用反相胶束（reverse micelle）模板体系（Span 80/1-丁醇/正己烷/水）合成了氢氧化镍（Ni(OH)?）纳米颗粒，并分别与两种阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）或十二烷基苯磺酸钠（SDBS）协同构建 Pickering 乳液
研究人员利用反相胶束（reverse micelle）模板体系（Span 80/1-丁醇/正己烷/水）合成了氢氧化镍（Ni(OH)?）纳米颗粒，并分别与两种阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）或十二烷基苯磺酸钠（SDBS）协同构建 Pickering 乳液。透射电镜（TEM）与场发射扫描电镜（FESEM）确认所得纳米颗粒呈球形形貌；在近中性 pH（约 6.76）条件下，颗粒表面带正电，ζ-电位为 +24.67 mV。由于高度亲水，未修饰颗粒单独只能形成不稳定的水包油（O/W）Pickering 乳液。加入阴离子表面活性剂后，带负电的亲水头基通过静电吸附结合到带正电的颗粒表面，实现原位疏水化（in situ hydrophobization）。当 SDS 浓度不超过 10 mM、SDBS 浓度不超过 6 mM 时，表面活性剂在颗粒表面形成单层吸附，颗粒疏水性增强，乳液发生首次相变，由 O/W 转为油包水（W/O）；在更高表面活性剂浓度下，SDS（>10 mM）或 SDBS（>6 mM）通过尾-尾疏水相互作用形成双层吸附，使纳米复合颗粒重新呈现亲水特性，乳液发生第二次相变，由 W/O 恢复为 O/W。该双重相变行为源于 SDS@Ni(OH)? 与 SDBS@Ni(OH)? 纳米复合界面润湿性的可逆转变：先由亲水转向疏水，再恢复亲水。
研究背景与立项逻辑
传统乳液依赖小分子表面活性剂或两亲聚合物降低油水界面张力，而 Pickering 乳液以固体纳米颗粒锚定在油水界面，脱附能高、液滴聚并受限、稳定性更强。多数无机纳米颗粒本征亲水，直接稳定乳液能力弱，需表面改性赋予两亲性。现有双重相变（twofold phase inversion）研究多基于商品化二氧化硅、碳酸钙等常规颗粒，较少关注微乳液限域合成、尺寸形貌可控的非传统纳米颗粒；同时，离子表面活性剂与带相反电荷颗粒的界面吸附如何随浓度演化并驱动润湿性反转，仍需在新型体系中原位表征与机制凝练。该研究据此提出：以反相微乳液（water-in-oil microemulsion，W/O 微乳液）为纳米反应器，制备尺寸均一的氢氧化镍（Ni(OH)?）球状颗粒，再利用阴离子表面活性剂实现原位疏水化，构建可浓度编程切换的 Pickering 乳液。
研究人员开展的工作与核心结论
研究人员在 Span 80/1-丁醇/正己烷/水反相微乳液中，以限域水核为反应腔合成 Ni(OH)? 纳米颗粒；随后引入十二烷基硫酸钠（SDS）或十二烷基苯磺酸钠（SDBS），通过静电吸附构建 SDS@Ni(OH)? 与 SDBS@Ni(OH)? 纳米复合稳定剂。结果表明：单独 Ni(OH)? 因强亲水仅得不稳定 O/W 乳液；低浓度表面活性剂形成单层吸附，颗粒转疏水，乳液由 O/W 逆转为 W/O；高浓度下尾-尾相互作用促成双层吸附，亲水性恢复，乳液再次逆转为 O/W。该体系首次将微乳液模板化 Ni(OH)? 与双重相变 Pickering 行为关联，意义在于为界面催化、可控释放、智能钻井液等场景提供可浓度调控、可逆切换的固体-表面活性剂协同稳定平台。
主要关键技术方法
研究采用反相微乳液限域合成控制颗粒尺寸与形貌；通过粉末 X 射线衍射（PXRD）确认晶相，傅里叶变换红外光谱（FTIR）追踪化学键与表面活性剂特征峰位移；以 TEM 与场发射扫描电镜（FESEM）观测形貌与粒径，能谱（EDX） Mapping 验证元素分布；利用 ζ-电位（zeta potential，表征颗粒表面电性的动电信号）分析表面电荷演化，表面张力法结合吸附等温线定量表面活性剂在颗粒上的吸附量；最终通过稀释法判别乳液类型、光学显微统计液滴尺寸，并以 24 小时乳化指数（E??）评估稳定性。
研究结果
3.1 反相微乳液模板 Ni(OH)? 纳米颗粒的表征
PXRD 显示特征衍射峰与标准 Ni(OH)? 卡片吻合，证实结晶相形成；FTIR 中 Ni–O 伸缩与弯曲振动、羟基伸缩振动清晰。TEM 给出平均粒径约 20 nm 的近球形颗粒，FESEM 显示约 26 nm 球形形貌，EDX 证明 Ni、O 均匀分布且无杂元素，说明微乳液水核有效限域生长。
3.2 阴离子表面活性剂对颗粒的原位疏水化
ζ-电位测试表明原始颗粒在 pH≈6.76 时带正电（+24.67 mV），随 SDS 或 SDBS 浓度升高，电位逐步下降并反转为强负电（16 mM SDS 下约 ?69.68 mV），证明阴离子头基静电覆盖。表面张力在含颗粒体系中高于空白表面活性剂溶液，说明自由表面活性剂被颗粒消耗；吸附等温线显示低浓度快吸附、高浓度趋饱和。FTIR 中 SDS/SDBS 烷基链与磺酸/硫酸特征峰出现，且 Ni–O 峰位移至 582 cm?1 附近；TEM 显示修饰后粒径增至 52 nm（SDS）与 67 nm（SDBS），对应表面活性剂层形成。
3.3 Pickering 乳液的双重相变行为
无表面活性剂时，0.05 wt% Ni(OH)? 仅形成易破乳的 O/W 体系。加入 SDS：2–10 mM 为稳定 W/O；12–16 mM 回到 O/W。加入 SDBS：2–6 mM 为 W/O；8–12 mM 回到 O/W。对照实验（无颗粒时表面活性剂单独乳化）全为 O/W，证明相变不是单一组分贡献，而是颗粒-表面活性剂协同结果。E?? 维持在 54%–60%，液滴直径随表面活性剂浓度升高而减小，说明界面活性与稳定性同步提升。
3.4 双重相变机理
低浓度区为单层吸附（monolayer adsorption）：亲水头基锚定正电表面，烷基尾向外，颗粒接触角偏油侧，润湿性由亲水转疏水，对应 O/W→W/O。高浓度区为双层吸附（bilayer adsorption）：第二层表面活性剂通过疏水尾-尾作用反向排布，外层头基再朝水相，颗粒整体亲水性恢复，对应 W/O→O/W。润湿性可逆切换是双重相变的本质。
讨论与结论翻译
讨论指出，该研究区别于既往使用商品化颗粒的工作，突出了微乳液路线对颗粒尺寸/形貌的调控优势；ζ-电位、表面张力、吸附量与谱学证据相互印证，机制链条完整。对照实验排除了表面活性剂单独驱动相变的可能，强调“颗粒表面电荷状态—吸附层结构—三相润湿性—乳液类型”的因果传递。
研究结论部分翻译如下：
研究人员成功利用 Span 80/1-丁醇/正己烷/水反相微乳液体系合成球形氢氧化镍纳米颗粒，并将其与 SDS 或 SDBS 组合，构建出具有双重相变特征的 Pickering 乳液。近中性条件下颗粒表面带正电，阴离子表面活性剂通过静电作用原位疏水化颗粒：低浓度形成单层吸附，诱使 O/W 向 W/O 相变；高浓度形成尾-尾双层吸附，使亲水性恢复，乳液由 W/O 重回 O/W。双重相变源于 SDS@Ni(OH)? 与 SDBS@Ni(OH)? 纳米复合界面润湿性的可逆调控。该工作为尺寸可控纳米颗粒参与的可切换 Pickering 乳液提供了新策略，在界面反应、药物递送与石油开采等领域具潜在价值。
