近年来的研究表明,能够部分被水润湿、部分被油润湿的纳米颗粒具有表面活性,即能够吸附或聚集到油/水界面或气/液界面,从而能够稳定乳状液和泡沫,并且由于颗粒的吸附几乎是不可逆的,所形成的乳状液和泡沫具有超稳定性,具有重要的实用价值。然而天然纳米颗粒由于过于亲水或过于亲油通常不具有表面活性。另一方面这些纳米颗粒在水介质中易于与双亲化合物如表面活性剂发生相互作用而改变颗粒表面的润湿性,因而有可能被原位表面活性化而变成表面活性剂颗粒。本文以未改性纳米碳酸钙颗粒为研究对象,以是否在发泡和稳泡方面产生协同效应为考察指标,研究了使用不同类型的表面活性剂使纳米碳酸钙颗粒原位表面活性化的可行性,并通过测定分散液的稳定性、颗粒的zeta电位、表面活性剂在颗粒/水界面上的吸附量、吸附在泡沫气/液界面上的颗粒百分数以及接触角等参数,来阐述可能发生的原位表面活性化的机理。结果表明,未改性的纳米CaCO₃颗粒在中性水中微带正电荷,具有很强的亲水性,单独不具有发泡、稳泡作用。在水介质中,低浓度阳离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂TX-10或OP-10基本不能使纳米CaCO₃颗粒原位表面活性化,即基本不能在发泡和稳泡方面产生协同效应。原因是这些表面活性剂分子不能在颗粒表面形成以亲水基朝向颗粒表面、烷基链朝向水的吸附单层构型。而阴离子表面活性剂SDS能够通过静电作用以硫酸根离子吸附在纳米CaCO₃颗粒表面,以烷基链朝向水,使颗粒表面覆盖一层烷基链而变得疏水,成为表面活性颗粒,从而能吸附在气/液界面并稳定泡沫。即纳米碳酸钙-SDS混合体系在发泡和稳泡方面有显著的协同效应。在SDS溶液中加入0.1M NaCl,将促进SDS分子在纳米CaCO₃颗粒/水界面上的吸附,产生协同效应的SDS浓度范围将向低浓度范围移动。然而当SDS浓度增加到接近并超过其cmc时,由于链-链相互作用,SDS分子在颗粒表面形成双层吸附,使颗粒表面再次变得亲水,从而失去表面活性,混合体系的发泡稳泡性能下降。具有双烷基链的阴离子表面活性剂AOT在纳米CaCO₃颗粒/水界面上亦有显著的吸附,但其使纳米CaCO₃颗粒原位表面活性化的效率并不如SDS。原因可能是AOT分子在界面上的截面积较大,烷基链较短,形成单层吸附时导致的颗粒表面覆盖的烷基链的密度不如使用SDS,并可能在低浓度下就易于发生双层吸附或半胶束吸附,因而不能使颗粒的疏水性显著提高。