以稀土氯化物为反应前驱体，采用高温溶剂法合成单分散、形貌和尺寸均一的NaYF4∶20%Yb3+, 2%Er3+上转换发光纳米粒子。探讨了反应时间、温度以及油酸加入量对产物结构和光学性能的影响。通过XRD、SEM、EDS、XPS及光致发光等对产物性能进行表征。结果表明，样品与标准卡片匹配良好，为纯相，属六方晶系; 所合成的纳米粒子形貌为六角盘状，对角线长度约为77 nm，厚度约为54 nm; 在980 nm激光激发下，所合成纳米粒子在523 nm和542 nm左右的绿光区以及峰值位于656 nm左右的红光区均可观察到Er3+的特征发射峰，分别归属于2H11/2、4S3/2及4F9/2能级到4I15/2能级之间的跃迁，不论是红光还是绿光吸收均为双光子过程。

通过研究正硅酸乙酯(TEOS)水解的反应动力学, 推导出Stober法制备二氧化硅溶胶体系中反应时间与TEOS转化率关系的动力学公式。分析确定了合适的转化率, 进而用于计算二氧化硅溶胶的理论最佳反应时间。同时, 以正硅酸乙酯为硅源, 采用溶胶凝胶法在氨水催化作用下制备了不同配比的二氧化硅溶胶, 考察了氨和水的浓度对反应时间的影响, 结果表明, 两者浓度增大可以有效减少反应时间。通过成膜性检测确定制备过程中的最佳反应时间, 并与理论计算得到的最佳反应时间进行比较, 结果表明, 两者一致, 误差控制在5%以内, 说明该动力学公式具有很好的适用性。

改变了用中心有孔的环形光电元件接收前向散射光的传统做法，选择采用高灵敏度、低噪声、高分辨率带冷却的CCD采集散射光。采用光导纤维使透射光导出光轴，从CCD采集到的图像得到光强随散射角变化的分布曲线，用米氏散射程序反算出粒径分布；采用CCD为接收设备提高了测量系统的灵敏度和角度分辨率，使测量稀薄液雾或悬浊液的粒径分布成为可能。尽管激光散射粒径测量方法从测量原理上看更加准确，但此测量技术不是利用颗粒的放大成像确定粒径，不直观，通常需要验证激光粒径测量结果的准确性，常采用经其他光学方法测量过的标准粒子验证。提出了一种非光学的准确性验证方法，即利用单分散液滴串发生器产生的大小可控的等直径、等间距液滴串来验证小角弹性光散射粒径测量系统的准确性。

采用汇聚式双重乳液发生器通过乳液微封装技术制备得到了毫米级单分散的聚-α-甲基苯乙烯空心微球。初步研究了各相流速对乳液形成过程、乳液直径及其分散度的影响。基于获得的单分散双重乳液, 采用旋转蒸发方式固化得到了分散度小于3%、直径800~1200 μm的聚-α-甲基苯乙烯空心微球。

采用软模板法制备出了聚二甲基硅氧烷微流控装置。利用该装置讨论了正硅酸乙酯和氨水的用量分别对反应体系凝胶化时间的影响，确定了制备SiO2微球的优化反应体系，即二甲基乙酰胺、正硅酸乙酯和氨水的体积比为8∶4∶1，实验所需的反应温度为60 ℃。实验发现：在微流体通道中，分散相的流速越大，粒径越大；连续相流速越大，粒径越小。因此，通过控制微流控装置中分散相和连续相的流速制备了粒径40~220 μm的单分散SiO2微球，并对其形貌进行表征。光学显微镜和粒径分析均表明所制备的SiO2微球球形度高，单分散性好。

叙述了双喷嘴乳粒发生器的工作原理、设计关键点及设计思路, 利用该发生器开展了双层乳粒的制备实验研究工作。研制的双喷嘴乳粒发生器在喷嘴处的3层管的位置能够通过简单调节达到同心, 使得双层乳粒包覆的可靠性得到提高。研究了制备的乳粒的分散性和稳定性, 并分析了形成双层乳粒的油相和水相的流速比, 结果证明: 利用所研制的双喷嘴乳粒发生器可以容易地制备出单分散性双层乳粒, 油相与水相的流速比为0.3~15.0时, 可形成双层乳粒。

利用微流体技术和双重乳液技术对大直径聚芳亚胺亚胺酮空心微球的制备条件进行了讨论。完成了微球壁厚和直径的控制研究, 并讨论了密度不匹配对微球质量的影响。获得了直径0.6～2 mm, 壁厚5～20.0 μm的聚合物微球材料, 并对微球制备过程中相分离对聚合物微球形貌的影响进行了分析, 结果表明：在聚合物微球外表面易于进行spinodal分相, 而在内表面易于进行binodal分相, 因此微球内外表面具有不同的形貌结构。同批次制备微球中, 平均直径±5%范围内的微球数占88%, 球形度大于99%。

基于微流体成型技术，设计开发了一套用于微胶囊制备的T型微通道乳粒发生器，并利用该装置实现了二乙烯基苯空心泡沫微球的连续制备。以二乙烯基苯的邻苯二甲酸二丁酯溶液为油相，以聚乙烯醇的水溶液为外水相，去离子水为内水相，成功制备出二乙烯基苯双重微乳液，并采用水平旋转加热装置使其凝胶固化，再经过溶剂交换、CO 2超临界干燥等过程,制备出直径700～1 200 μm、壁厚60～100 μm、密度90～120 mg·cm-3的二乙烯基苯空心泡沫微球。利用光学显微镜、扫描电镜和X-透射显微镜表征，结果显示：微胶囊球形度、同心度和壁厚均匀性较好，成活率较高，直径单分散性较好，外表面较粗糙。

利用自行设计的三喷嘴乳粒发生器,实现了多元丙烯酸酯空心泡沫微球的可控连续制备。通过配制内层为水,中间层为多元丙烯酸酯单体溶液,外层为聚乙烯醇溶液的水/油/水乳液,在紫外光照射时,室温条件下成功快速地制备出粒径1.5-4.0 mm的多元丙烯酸酯泡沫微球。利用扫描电镜、X光机等测试手段对微球的形貌、表面特性进行了研究,结果显示:泡沫微球的高聚物骨架的折射率约为1.50,由大量分散的蜂窝微孔组成,蜂窝的直径不超过1 μm;多元丙烯酸酯泡沫微球的成活率高达93%,单分散性较好。

制得了稀土配合物Eu(TTFA)₃掺杂的SiO₂胶体球，并用透射电子显微镜(TEM)和荧光分光光度计对其形貌和荧光光谱特性进行了详细地研究．TEM形貌分析表明，掺杂SiO₂胶体颗粒具有球状的外形和光滑的表面，平均直径约为300nm．荧光光谱分析表明，该稀土配合物掺杂胶体颗粒具有Eu³⁺离子典型的荧光光谱特性，荧光寿命约为290μs．进一步分析实验数据，发现在Eu(TTFA)₃掺杂浓度为质量分数0．5～1．5的范围内，荧光强度随着掺杂浓度的增加而增加，而荧光寿命几乎不随掺杂浓度而变化．