乳状液膜也称双重乳液（Double Emulsion），它在工业、农业、食品、化妆品、医药等领域有很大的潜在应用价值，是近年来研究的热点。然而，目前对它的相间传递现象和稳定性仍缺乏足够的了解，因而使得这一系统在运输、储存以及实际应用中受到限制，也制约了与这一系统相关的商业产品的发展。因此，研究乳状液膜体系的相间传递和稳定性具有重要的意义。本论文中采用一种可视化技术——毛细显微摄像技术来可视化地研究乳状液膜体系的相间传递与内部水颗粒的聚并稳定性。实验中，在透明的圆柱形毛细管内制备一个单一的乳状液膜体系，并利用显微摄像技术直观、实时地观察离子通过液膜的传递以及内层水颗粒之间的聚合现象。这一新方法排除了传统实验方法的缺陷，能够毫无争议地来研究乳状液膜中内、外层水颗粒之间的稳定性，同时给离子通过油膜进行传递的机理提供坚实的实验支持。本论文还进行了乳状液膜系统用于含Cr（Ⅵ）废水的分离试验研究。此外，充分利用毛细显微摄像技术的可视化特点，对采用反乳液沉淀法制备氧化锆前驱体的过程进行了可视化实验研究，提出了与前人所设想的不同的机理，这对于采用反乳液沉淀技术制备氧化物粉体的实际应用是很有帮助的。同时，在乳状液膜的稳定性理论研究方面，建立了相应的作用力模型，也取得了一定进展。本论文主要工作如下：1、采用毛细显微摄像技术，在透明的圆柱形毛细管中制备出单个的水／油／水（W₁/O/W₂）型的乳状液膜体系，可视化地研究了带有不同聚氧乙烯链的聚氧乙烯类表面活性剂对乳状液膜体系内部聚并的影响。研究发现，内部水相W₁和油相O中的聚氧乙烯类表面活性剂在达到一定的浓度时，都可以使乳状液膜体系中的内部聚并发生，并且随着表面活性剂所带的聚氧乙烯链长短的不同，对内部聚并的影响呈现一定的规律性：带有较长聚氧乙烯链的表面活性剂容易使内部水颗粒聚并；相反，带有的聚氧乙烯链越短，要引起内部聚并所需的表面活性剂浓度就越高，时间也越长。此外，通过在外部水相W₂中加入不同浓度的聚氧乙烯类表面活性剂来观察乳状液膜体系中的内部聚并现象，发现外部水相中表面活性剂的浓度不会影响内部聚并，这和已报道的孔洞理论是一致的。2、在关于乳状液膜稳定性的理论研究方面，建立了一个用以计算内部水相与外部水相间的通用的范德华作用力模型，并通过考虑范德华力和静电作用力两个主要因素计算了不同条件下的乳状液膜内、外水相间的相互作用能。首先计算分析了无吸附层和存在单吸附层时相互作用能的变化趋势，其后重点考察考察了存在两个不同吸附层时相互作用能的变化。3、为了从理论上研究乳状液膜的稳定性，还建立了一个简单的数学模型，用来计算和分析乳状液膜体系中内部水颗粒与外部水相间的空间排斥作用能，这个空间排斥力是由于吸附在两个界面上的表面活性剂的空间作用所引起的。空间排斥能由内部水颗粒与外部水相的分离距离、两个吸附层的厚度、内部水颗粒的大小以及外部油滴的大小所决定。通过计算发现，两个吸附层厚度对空间排斥能的影响基本相同，并且较厚的吸附层可以产生较强的空间排斥作用，而这个空间捧斥作用可以有效地阻止内部水颗粒与外部水相的聚并。增大内部水颗粒的尺寸可以产生较强的空间排斥作用，然而，油滴尺寸的增大反而减弱这个空间排斥作用，不利于系统的稳定。4、采用毛细显微摄像装置制备出单个的水／油／水（W₁/O/W₂）型的乳状液膜体系，可视化地研究了通过油／水界面和通过含有油溶性表面活性剂的乳液液膜的离子传递现象。实验中选用氯化钠和硝酸银作为模型反应物，在实验中形成一对由油膜相隔的反应物体系：氯化钠／硝酸银。通过观察和测量实验中生成的氯化银沉淀，发现Cl^-和Ag⁺都可以通过比较厚的油膜进行传递，且Ag⁺通过油膜进行传递的速度比Cl^-快。当乳状液膜体系中油膜变得非常薄时（小于1μm），离子通过油膜的传递速度极大地减慢了。这表明，乳状液膜体系中的离子传递主要是通过“反胶团传递”机理来实现：包含离子和水分子的反胶团在较厚的油膜中形成；如果油膜非常薄，反胶团的形成就会被极大地抑制，从而导致了这两种情况下的不同离子传输速率。离子传递的方向依赖于油膜两侧的渗透压梯度的方向。同时，在考察的油膜厚度范围内，离子的传递是不依赖于油膜厚度的。由于Pauling半径较小的的离子更加容易被包含进反胶团中，因此，相对于较大Pauling半径的离子，它们通过油膜的传递更快。油溶性表面活性剂有助于加快离子的传递，然而油膜中的表面活性剂浓度过高反而会抑制离子传递，这主要是因为过高的表面活性剂浓度对于在两个油水界面上反胶团的形成或者破裂在一定程度上有负面影响，因此阻碍了离子通过油膜的扩散。5、采用TBP-Span80-煤油乳状液膜体系进行了含Cr（Ⅵ）废水分离的研究。分析了pH值、表面活性剂、载体及内水相组成等对Cr（Ⅵ）提取率的影响。6、利用毛细显微摄像技术可视化地研究了基于反乳液沉淀法的氧化锆前驱体的生长过程。实验在油相中制备出两种类型的水颗粒：一种为硝酸氧锆溶液，另外一种是氨溶液。通过实时观察氧化锆前驱体的生长发现，氧化锆前驱体不是由于两种反乳液液滴的聚并而生成的，它的形成主要是由于氨通过油相的扩散而引发的。更重要的是，氧化锆前驱体的生长不受球形水颗粒的空间限制，即不在水颗粒内部生长，这与前人的研究中所认为的水颗粒可以对氧化锆的生长进行空间限制的机理是不同的。实验中发现氧化锆前驱体是随着水颗粒的变形和分离而形成的。此外，增大油相中表面活性剂的浓度会抑制氧化锆前驱体的生长，这可能是由于增大了油相的粘度，而粘度的增大会阻碍水颗粒的变形与分离。增大水颗粒的尺寸也会减缓氧化锆前驱体的形成。