目
录
Contents01微胶囊的基本概念相关功能的介绍0023应用领域结语0045文献
什么是微胶囊：
微胶囊是指由天然或人工合成的高分子材料研制而成具有聚合物壁壳的微型容器或包装物。在微胶囊中，被包埋的物质称为芯材;包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。
微胶囊中所包裹的物质，可以是液体、固体粉末，也可是气体。微胶囊直径一般为毫米级到微米级。而纳米胶囊就是纳米尺度的胶囊，这点是不同的。
微胶囊造粒技术就是将固体、液体或气体包埋、封存在一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术。微胶囊化是指制备微胶囊的过程。
由于应用目的和制造工艺不同，微胶囊的大小、形状可有很大变化，其包裹形式也有多种。常见的有所示几种类型。
微胶囊技术中常用的壁材
（1）天然高分子材料：明胶、玉米朊（无毒，稳定，成膜性好，可降解，生物相容性好；力学性能差、原料质量不稳定）
（2）半合成高分子材料：甲基纤维素、乙基纤维素（毒性小，粘度大，成盐后溶解度增加，但易水解，不耐高温，需临时配制）
（3）合成高分子材料：聚乙烯、聚硅氧烷（成膜性好，化学稳定性好，力学性能好；生物相容性较差）
微胶囊的功能
•一、改善物料的存在状态、质量和体积
食品工业中，微胶囊功能是物料形态的改变，即把液态原料固体化，变成微细、具有流动性的粉末，便于使用、运输、保存•二、保护敏感性成分
微胶囊化可使芯材免受外界不良因素（如光、氧气、温度、适度、pH）的影响，以保护食品成分原有的特性，确保特殊功能不丧失。例如许多香料精油、维生素、高度不饱和的油脂（如DHA、EPA）等材料很易被氧化而失去功能，生产中又要求这些成分在食品中高度分散与易被氧化的环境中，微胶囊化就是解决这一矛盾的最好方法
•三、掩蔽不良风味和色泽
有些食品添加剂，因带异味或色泽而影响被添加食品的品质。如果将其微胶囊化，可掩盖其不良风味、色泽，改变其在食品加工中的使用性。某些营养物质具有令人不愉快的气味或滋味，这些味道可以用微胶囊技术加以掩蔽，这种微胶囊产品在口腔里不溶化，而在消化道中才溶解，释放出内容物，发挥营养物质。如鱼油、大蒜油等营养油脂含有令人不愉快的风味（如鱼腥味、辛辣味等），将这些油脂分别制成微胶囊后，既保护了营养成分，又掩蔽了不良风味，扩大了应用范围。
微胶囊的应用领域
近年来，随着世界经济的迅速发展，人类对水资源的需求量越来越大，但同时生活用水的污染问题也日益严重。为此，人们研究了许多处理此类废水的方法。很多研究者用化学沉淀法、电渗析法、光催化法、膜渗析法、吸附法、离子交换法等物理化学法处理重金属废水。然而，以上方法各有其局限性。物理化学法会造成二次污染，单一降解功能的微生物难以处理多种污染物。
微胶囊技术日趋成熟，由于其独特的性能，广泛应用于医学、农药、化妆品、涂料、油墨以及添加剂等多个领域[1]。特别是在含重金属离子的废水处理方面，微胶囊技术的优势逐渐显现。具体有以下两个方面：(1)吸附容量高，易回收[2]；(2)有很好的选择性[3]。
6 + 提取废水中的Cr实验：
•在室温下将约25mL经磷酸三丁酯(TBP)处理过的聚酰胺
微胶囊和未经TBP处理过的微胶囊分别放入提取器中，向其中加入100mg/L的重铬酸钾水溶液50mL（pH=4~5），用搅拌器缓慢搅拌被提液，每隔一定时间用1mL注射器取被提液0.4mL放入5mL的刻度试管中，加入1mL显色剂（1%的二苯胺基脲乙醇溶液），然后用蒸馏水将待测液稀释至5mL，将待测液的pH值用硫酸调到1左右，用721分光光度计测量Cr6+的浓度.
微胶囊TBP对比效果分析：
每隔一定时间t测量外相废液中铬的浓度C，得到C-t曲线，见图1.从图1的曲线1可知，在12min之内外相废液中铬的浓度从原始的100mg/L迅速下降到0.5mg/L浓度以下，完全达到了国家规定的排放标准.
图1中的曲线2是将没经TBP处理过的微胶囊和外相废液提取铬的实验曲线。
实验证明，微胶囊经TBP处理后，改变了微胶囊膜的性质，对铬离子的提取能力大大提高.
结果分析
•聚酰胺微胶囊经TBP 改性后具有主动输送的功能，即具有生物膜的特性，具有这一特性的微胶囊可以高效、快速地提取废水中的铬，完全达到国家规定的排放标准，不会产生二次污染，便于铬的回收利用.•通过分析发现，经TBP 处理过的微胶囊的提取铬的机理是拌有化学反应的浓差渗透，因而提取效果好而未经TBP 处理过的微胶囊由于不具有主动输送功能，在处理含铬废水时仅仅靠浓差渗透，提取效果差.
螯合树脂微胶囊在水处理中的应用
•用成膜材料将能够与金属离子配位螯合的树脂包覆而形成微胶囊，从而达到除去水溶液中重金属离子的目的。该实验研究了该微胶囊在适宜的pH 范围及室温为25 ℃时对Cd2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+和Zr4+等金属离子的吸附速率。结果表明，当pH 在1~7 范围内时，外部环境对微胶囊吸附金属离子影响不大，即使在1mol/L 的HCl 溶液中，微胶囊对Cd2+离子的吸附仍不会受影响。微胶囊的吸附机理如图2 所示
•对此微胶囊吸附Cr6+离子的过程做了动力学、平衡常数和热力学的研究。结果表明，该微胶囊在外界条件25℃、pH为3.5，50min时水溶液中的Cr6+离子的吸附量达到最大。
•微胶囊对Cr6+离子的吸附具有易得、大容量、高效率等优点，因此，可以将该微胶囊应用于高浓度含铬废水的处理。
萃取剂微胶囊在水处理中的应用
•用成膜材料将能够对金属离子选择性提取的萃取剂包覆而形成的微胶囊，可用于吸附和提取溶液中的金属离子。研究了其吸附金属离子的能力和动力学。结果表明，吸附Cd2+离子和Cu2+离子的容量是最大的。
•在电子扫描电镜(SEM)下观察，可以得到微胶囊的整体形貌和表面形貌，如图3 所示。囊心对Cd2+离子的吸附稳定性比对Cu2+离子的吸附稳定性高，且达到平衡所需时间短。
•Ozcan S等用溶剂蒸发法制备了聚砜包覆Cayanex 923 萃取剂的微胶囊，并用于去除水中Cr6+。为此，他们做了一系列的吸附实验。结果表明，当pH 为1.0时，该微胶囊在30 min 内即可对Cr6+离子吸附，而不会吸收Cr3+，Ni2+，Pb2+，Cu2+，Zn2+，Cd2+，Co2+等离子，由此可以证明其选择性较好。
•综上所述：
1.微胶囊的壁材选取可以保护芯材受外在环境的影响，不同的壁材选择对吸附效果也是不同的。
2.微胶囊对离子选择性较好。
结语
•综上所述，微胶囊技术在重金属废水处理方面的应用已经有一定的成就，显示出了该技术在污水处理方面的两大优势：(1)可以重复利用；(2)吸附效率高。基于微胶囊在水处理领域的高效性，我们应加大微胶囊吸附金属离子的机理和工艺优化的研究，使其能够用于工业生产。
相关文献
[1]纪俊玲．分散染料微胶囊的制备及其应用[D]．南京：南京理工大学，2007．
[2]BariMF，HossainMSMuitabaIM，eta1．SimultaneousextractionandseparationofCu(Ⅱ)，Zn（Ⅱ），Fe(Ⅲ)andNi(Ⅱ)bypolystyrenemicrocapsuluescoatedwithCyanex272[J]．Hvdrometallurgy，2009，95：308．315．
[3]YilmazA,ArslanG,TorA，eta1.SelectivelyfacilitatedtransportofZn(Ⅱ)throughanovelpolymerinclusionmembranecontainingCyanex272asacarrierreagent[J]．Desalination，2011，277：301．307．
指导老师：曾老师汇报人：吴冬冬
谢谢大家！！！
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容