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环境刺激响应型Pickering乳液在乳液聚合、催化剂回收利用、个人护理产品等方面具有很大的应用潜力。本文设计了同时具有CO2响应性、乳化性和碱催化性质的功能化固体颗粒,研究了其稳定的Pickering乳液的稳定性和CO2刺激响应性,并将其作为Pickering乳液界面催化剂应用于大豆油和甲醇制备生物柴油的反应。研究内容如下:(1)利用化学接枝的方法对气相SiO2进行表面疏水改性。将CO2响应型基团胍基接枝到气相SiO2表面,得到单功能化的固体颗粒SiO2-G,为进一步改进颗粒润湿性,将胍基和疏水烷基链同时接枝到气相SiO2表面,得到双功能化的固体颗粒SiO2-GCn(n=8,12,16)。研究发现,对甲苯-水两相系统,SiO2-G和SiO2-GC16颗粒不具有表面活性,但它们表现出了优良的乳化性能,稳定o/w型乳液。(2)以SiO2-G和SiO2-GC16颗粒稳定的甲苯-水体系形成的o/w型Pickering乳液为研究对象,研究了 NaCl浓度、固体颗粒浓度、油相体积分率等因素对Pickering乳液性质的影响。结果显示,NaCl的加入能够降低颗粒表面电位,减小颗粒间的静电排斥,增大颗粒聚团,从而提高乳液的稳定性;特别值得一提的是,对于SiO2-GC16颗粒稳定的Pickering乳液,在盐浓度达到5000 mM(接近饱和)时,乳液发生由o/w到w/o的相反转。提高功能化固体颗粒浓度,能够减小乳液液滴直径,当颗粒浓度达到临界颗粒质量分数(CFM)后,液滴直径将基本保持不变。改变油相体积分率φ会改变乳液体积,两种功能化颗粒稳定的乳液均在φ=0.7时达到最大值,超过0.7后,乳液体积迅速下降,乳液不稳定。SiO2-G和SiO2-GC颗粒均具有CO2响应性,当体系中通入CO2时,颗粒表面胍基质子化,电荷增多,颗粒亲水性增加,接触角下降10°左右,乳液稳定性降低并破乳;当加热促使CO2排出体系,颗粒表面功能基团去质子化,乳液再次形成。对SiO2-G和SiO2-GC16颗粒稳定的乳液分别成功进行了三次乳化-破乳-乳化循环,从而证明了乳液具有良好的CO2刺激响应性及循环性。(3)SiO2-G和SiO2-GCn(n=8,12,16)颗粒可催化乳化大豆油-甲醇两相系统进行酯交换反应以制备生物柴油。实验结果表明,SiO2-G颗粒可在较低的温度下达到97%的高转化率,Pickering乳液界面催化效率均高于相应的非乳液体系。然而,SiO2-GC16在提高乳化性能的同时却大大降低了催化效率;低碳链长度的双官能团颗粒SiO2-GC8和SiO2-GC12均可保持与SiO2-G颗粒相当的催化效率。这将为催化乳化颗粒的设计提供指导。