纳米气泡是溶液中尺寸在数百纳米及以下的微小气泡。由于其具有很强的稳定性、吸附能力和良好的声学特性,已在超声造影剂、污水处理、环境保护、工业分离、药物递送等多方面获得了广泛应用。目前,纳米气泡制备的方法主要有机械搅拌、电解、超声空化等。这些方法均通过强的机械力或化学反应制备出纳米尺度的气泡结构,但制备的气泡存在粒径分布宽、浓度低和稳定性差等缺点。本论文基于气液混合体系的循环挤压方法,首先研制了循环挤压自动化设备,制备高浓度且粒径均一的纳米气泡,进而基于稳定自由纳米气泡溶液体系,研究了纳米颗粒在纳米气泡界面的自组装过程,探讨了纳米颗粒在气液界面组装的可能机制。论文的主要研究内容包括:(1)设计了基于循环挤压法的自动化纳米气泡制备装置,该装置由控制单元、温控单元和运动单元三部分组成,能够实现挤压速度在0-50 mm/s的范围内连续可调,调节精度为1 mm/s;挤压次数在0-1000次的范围内连续可调,调节精度为1次;制备温度在4-50℃范围内连续可调,调节精度为0.1℃,同时该装置可实现三组样品并行制备。利用该装置制备的纳米气泡的水动力尺寸为200 nm左右,Zeta电位为-50 mV,气泡浓度在10~9个/mL数量级,气泡能够稳定存在一周以上。(2)基于气泡桥接作用的纳米颗粒与纳米气泡自组装原理,发展了一种在自由纳米气泡表面装载纳米颗粒的方法。实验分别使用溶气泵法和循环挤压法两种方法预先制备自由气泡水,然后与氧化铁纳米颗粒共孵育,制备纳米颗粒包裹纳米气泡的自组装结构,结果表明,循环挤压法制备的气泡水与纳米颗粒共孵育能成功制备出粒径为100-200nm,Zeta电位为-30 mV左右的自组装结构。而溶气泵法制备的气泡水由于气泡浓度较低,溶气量较小,自由气泡与纳米颗粒相互作用难以形成稳定的自组装结构。(3)最后,将纳米颗粒与去气超纯水预先均匀混合后,使用循环挤压法自动化纳米气泡装置,构建纳米颗粒包裹纳米气泡的自组装体结构。实验研究了循环次数、运动速度和纳米颗粒浓度等参数对组装结构的影响,结果表明,氧化铁纳米颗粒水溶液(铁含量为11.46 mg/L)在30 mm/s的运动速度下循环挤压100次,能制备出粒径在100-200nm,Zeta电位在-30 mV左右的稳定自组装结构。进而探究了氧化铁纳米颗粒同纳米气泡自组装的过程机理为:纳米颗粒在饱和的溶气水中表面会析出气层,并借助气泡之间的桥接作用的原理,纳米颗粒可在气泡形成过程中被吸附到纳米气泡表面。