利用多重光散射法对纳米TiO2水分散体系稳定性研究

通过多重光散射法研究了纳米TiO2水分散体系稳定性的影响因素。文章探讨了分散剂类型、pH和NaCl质量浓度对水分散体系稳定性的影响规律以及分散剂对纳米TiO2颗粒在水分散液中粒径变化、沉降的微观作用特性。结果表明：纳米TiO2颗粒的粒径在100～200 nm时易相互吸附团聚沉降,分散剂会在纳米TiO2颗粒表面吸附形成双电层,产生更大Zeta电位负值,增强颗粒间的排斥作用,减缓粒径增长和发生沉降的作用,从而提升分散液稳定性;纳米TiO2颗粒的较佳分散条件为：w(六偏磷酸钠)=0.05%,pH=9～10且不加电解质NaCl;多重光散射法与传统的吸光度测试实验所得结果基本相符。     

苄基接枝海藻酸衍生物对TiO2纳米粒分散稳定性的影响

以溴化苄为疏水改性剂,采用双分子亲核取代反应(SN2)制得苄基接枝海藻酸衍生物(BAD)。通过动态光散射技术,考察了在不同p H和离子强度下BAD对Ti O_2纳米粒水悬浮液分散稳定性的影响。并采用红外光谱和扫描电镜对BAD/Ti O_2纳米粒复合物的官能团和表面形貌进行了测试。结果表明,通过SN2反应成功地合成了具有胶体性能的BAD。BAD胶束的平均水动力学粒径(dH)大小为423.4 nm,Zeta电位值为-27.4 m V,表现出较好的胶体性能。在不同p H下,BAD的吸附可提高Ti O_2纳米粒的带电性,使其Zeta电位均低于-30 m V,而且其dH相比单一的Ti O_2纳米粒显著减小。在不同离子强度下,BAD可明显削弱反离子对Ti O_2纳米粒静电屏蔽作用的影响,使Ti O_2纳米粒的团聚行为大大降低,dH显著减小。BAD分子链不仅能够提高Ti O_2颗粒间的静电斥力,而且还能提供有效的空间位阻,提高Ti O_2纳米粒在不同p H和离子强度下的分散稳定性。红外和扫描电镜分析结果表明,BAD和Ti O_2纳米粒主要通过氢键作用来实现BAD在Ti O_2纳米颗粒上的吸附,从而提高Ti O_2纳米颗粒间的空间位阻作用使其稳定分散。     

两亲性海藻酸衍生物对纳米TiO2颗粒在水溶液中聚集行为的影响

利用十二烷基改性海藻酸钠(Na Alg-Dode)在Ti O2纳米颗粒表面上的吸附,得到了稳定的纳米Ti O2颗粒悬浮液。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、动态光散射仪(DLS)及流变仪对颗粒粒径、表面电位及其悬浮体系的流变性进行了测定,研究了不同p H下Na Alg-Dode对纳米Ti O2颗粒在水溶液中聚集行为和流变性的影响。结果表明,加入Na Alg-Dode后,在p H=4~8内均有利于悬浮体系稳定,p H=6.3(等电点)处Ti O2颗粒的平均粒径由2.5μm降低至500 nm左右,颗粒表面Zeta电位由0降低至-40 m V左右。同时随着Na Alg-Dode的加入,Ti O2悬浮体系的剪切应力逐渐增大,表明颗粒间的相互作用增强。由此推知,Na Alg-Dode提高纳米Ti O2颗粒悬浮体系的稳定机制:Na Alg-Dode分子在不同p H下能够通过静电作用、氢键作用及疏水作用等吸附在Ti O2颗粒上,改变颗粒表面电性及空间位阻,从而降低颗粒的团聚。     

纳米碳化硼在水基础液中的分散稳定性

以纳米碳化硼粉体为纳米材料,聚乙二醇、羧甲基纤维素钠为分散剂,蒙脱石为抗沉降稳定剂,RO反渗透膜处理水为分散介质,采用两步法制备了水基纳米碳化硼溶液.研究了不同分散条件对纳米碳化硼在水基础液中的分散情况,并采用沉降稳定性分析、流变特性分析来评价其分散效果.实验结果表明,分散剂种类、分散剂质量分数、纳米碳化硼的粒径、纳米碳化硼的质量分数都会对溶液分散稳定性产生一定的影响.研究得出,用质量分数为0.4%的聚乙二醇(PEG600)作为分散剂、用粒径为60nm的纳米碳化硼且质量分数为0.8%～0.9%时,能够使得纳米碳化硼在水基础液中达到最佳稳定分散的效果.     

纳米碳化钛悬浮体分散特性研究

本文研究了不同的分散条件对纳米碳化钛在水基础液中的分散行为,并采用沉降稳定性分析、流变特性分析、透射电镜分析来评价其分散效果.结果表明:分散剂及纳米碳化钛质量分数、分散介质类型、纳米碳化钛粒径均会对溶液分散稳定性产生一定的影响;并结合溶液分散稳定性评价分析,提出纳米碳化钛在水基础液中的分散理论.     

纳米氧化锌在水介质中的分散性能研究

纳米粉体的分散性能对提高分散体系的导热性能具有重要意义,试验选用纳米粒子在水介质中的Zeta电位和水合粒径来表征体系的分散稳定性,探讨不同分散剂种类及其浓度以及不同pH条件对ZnO水悬浮液稳定性的影响,并分析其作用机理.结果表明:Zeta电位与水合粒径有良好的对应关系,Zeta电位绝对值越高,水合粒径越小,表明体系分散稳定越好.pH值、分散剂种类及加入量是影响纳米ZnO水相体系分散稳定性的主要因素,不同的分散剂最佳分散条件不同.在 0.1% ZnO-H2O纳米流体中,在 pH=11.4,加入 0.05%十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分散剂,悬浮液的稳定性最佳.     

纳米ATO水性分散液的制备及其分散稳定性研究

采用球磨法制备了3种纳米锑掺杂二氧化锡(简称ATO)水性分散液,包括未加分散剂,以非离子型高分子分散剂改性和以阴离子分散剂与非离子高分子分散剂复合改性3种情况,并通过Zeta电位仪、激光粒度仪、透射电镜、静止沉降实验等测试方法对纳米ATO水性分散液的稳定性进行了表征.结果发现,ATO纳米颗粒通过分散剂复合改性后,其水性分散液的稳定性最佳,当阴离子分散剂与非离子高分子分散剂的质量比为1∶2,复合分散剂用量为ATO粉体质量的6%时,所得ATO水性分散液的稳定性最好.     

纳米TiO_2在水中的分散与改性研究

为了使纳米TiO2能在水中良好稳定地分散,研究了分散剂的种类及用量、pH、改性剂的用量对纳米TiO2水分散体系稳定性的影响,采用重力沉降法、吸光度法、粒度法、Zeta电位法对分散与改性效果进行了分析与表征。研究结果表明:无机分散剂六偏磷酸钠(SHMP)对纳米TiO2的分散效果最好,当pH=9,SHMP用量为0.05 g时水分散体系稳定性最佳。硅烷偶联剂Z6030能有效地对纳米TiO2进行改性,其最佳用量为0.4 g,动态激光光散射(DLS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试结果表明,硅烷偶联剂Z6030与纳米TiO2粒子表面的羟基相耦合或链接,以化学键的形式结合到纳米TiO2粒子表面。     

纳米氧化钛粉体水基分散体系的研究

采用悬浮沉降法研究了不同分散剂、不同分散介质和不同搅拌方式以及不同的固含量对纳米TiO2粉体在水中的分散稳定性的影响,采用透射电镜的方法表征纳米氧化钛在水中的分散状态,并解释了各种因素对TiO2水基分散体系分散稳定性的影响机制.     

水基纳米TiN流体介质颗粒分散性研究

由纳米TiN颗粒、水基液以及分散剂可制备得一种水基纳米TiN流体的溶液,并针对不同制备条件下溶液中纳米颗粒在水基液中的分散稳定性进行了研究.通过改变实验制备过程中机械搅拌和超声波分散时间、分散介质水基液的种类、分散剂的质量分数,制备出不同分散程度的溶液,然后采用沉降稳定性分析和流变特性分析对得到的溶液进行分散稳定性的评价分析.结果表明,上述因素均会对溶液的分散稳定性有一定程度的影响.过短的搅拌分散时间不利于纳米TiN流体介质中颗粒的分散;在不同分散介质中分散时,去离子水的分散效果最佳;适量质量分数的分散剂可以改善纳米流体的分散稳定性.基于上述分析提出了纳米TiN颗粒在水基液中的分散理论.     

聚羧酸盐作为分散剂的热力学变化规律

分散剂在改善颗粒分散稳定性方面具有非常重要的作用。聚羧酸盐分散剂具有独特的分子结构,优异的吸附性能及分散性能,因此理解其在颗粒分散过程中的热力学变化规律至关重要。综述了水分散介质中,聚羧酸盐分散剂在颗粒润湿过程,水/空气界面的吸附,固/液界面的吸附和分散颗粒间相互作用的热力学变化过程,为聚羧酸盐分散剂的应用研究提供了理论依据。     

氧化锌悬浮液的分散行为及其影响因素研究

本文详细研究了氧化锌悬浮液的分散行为及固含量、p H值和聚丙烯酸(PAA)添加量对分散行为的影响。实验结果表明:固含量、p H值和PAA添加量对氧化锌悬浮液的分散行为有显著的影响。粘度法及Zeta电位测试法所反映的悬浮液分散性随p H值和分散剂添加量的变化规律基本一致。当p H=9~10、分散剂添加量为0.40wt%~0.60 wt%时,粘度最低、Zeta电位绝对值最大、分散效果最好。分散剂添加量存在最佳范围,其最佳范围不随固含量的变化而改变,颗粒的粒径分布窄、平均粒径小。     

水基NiFe_2O_4磁流体在无磁场时的沉降稳定性

为研究水基NiFe_2O_4磁流体在不施加磁场时沉降稳定性的影响因素,先采用两步法制备该磁流体样品。其中,纳米粒子为纳米NiFe_2O_4粉体,载液为RO反渗透膜处理水,分散剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钠、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、油酸和硬脂酸等。在重力场下,研究分散剂种类、质量分数和纳米粒子质量分数对磁流体沉降稳定性的影响,并测量部分磁流体样品的零场黏度,以得到使该磁流体稳定性和流动性较好的制备方法。然后参考以上方法,制备以CoFe_2O_4和Fe_3O_4为纳米粒子的磁流体。并通过与NiFe_2O_4磁流体进行对比,研究水基NiFe_2O_4磁流体在重力场下的热稳定性。实验表明,当分散剂分别为油酸、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠,其质量分数分别为4.0%~4.6%、3.4%~3.7%和1.5%~1.7%,且NiFe_2O_4纳米粒子质量分数为1.9%时,这种磁流体的沉降稳定性和流动性能达到较好效果,并且水基NiFe_2O_4磁流体相比其他磁流体具有良好的热稳定性。     

聚乙烯亚胺对纳米SiO2空心颗粒分散行为的影响

采用在制备过程中添加聚电解质型分散剂聚乙烯亚胺(PEI)和在制备好的纳米SiO2空心颗粒水悬浮液中添加PEI并球磨这两种方法对纳米SiO2空心颗粒进行分散,并对这两种方法进行了比较,最后采用以PEI作为分散剂,利用球磨工艺,对已制备的纳米SiO2空心颗粒水悬浮液进行分散的方法,研究了PEI在纳米SiO2空心颗粒表面的吸附行为及水悬浮液的分散稳定性.结果表明,PEI在纳米SiO2空心颗粒表面的吸附提高了颗粒间的排斥势能,改善了纳米SiO2空心颗粒的团聚问题及其悬浮液的稳定性.并阐明了加入PEI后纳米SiO2空心颗粒表面ζ电位的变化趋势、不同pH值下PEI在纳米SiO2空心颗粒表面的吸附量与其加入量的关系等.     

Al_2O_3纳米流体动态喷射真空制冰特性

配制溶质为Al_2O_3纳米粒子、黄原胶为分散剂,经超声波振荡后分散均匀稳定的Al_2O_3-H_2O纳米流体。利用真空动态喷射制冰实验装置,设定初始压力300 Pa,研究在有无固体吸附作用、不同纳米流体浓度、不同纳米颗粒粒径和不同供液流量下的真空闪蒸制冰特性。结果表明,吸附作用对真空制冰系统稳压效果显著且有助于捕捉实验中的水蒸气;当冷却介质温度低于吸附剂初始温度时,吸附剂有更好的吸附能力但冷却温度不宜过低;纳米流体浓度越大、纳米粒子粒径越小,更利于制取高含冰率的冰浆;对于同一浓度的纳米流体,合理控制供液流量可以获得不同含冰率的冰浆;在2%(质量)NaCl下,各粒径的纳米流体浓度不宜超过0.05%(质量)。     

Cu纳米流体真空闪蒸制冰的实验特性

在去离子水中加入Cu纳米颗粒,通过添加分散剂和超声波振荡,配制均匀分散的Cu-H_2O纳米流体。在100 Pa初始压力下,通过改变纳米颗粒粒径、纳米流体质量分数研究均匀分散的纳米流体对真空闪蒸制冰实验特性的影响。结果表明,水中加入纳米颗粒(无分散剂,纳米颗粒有沉降现象),可降低水过冷度,缩短相变结冰时间,而分散均匀无沉降的纳米流体可显著缩短相变时间,使过冷度降低37%;在闪蒸瞬间,纳米流体对液相降温过程几乎没有影响;纳米流体质量分数越大,结冰时间越短,固相降温段降温速率越大;随着纳米颗粒粒径减小,相变时间缩短,而固相降温阶段温降速率几乎相同,较低浓度时(0.05%),粒径的改变,对纳米流体过冷度影响不大,基本维持在1.5℃。     

Cu纳米流体真空闪蒸制冰的实验特性

在去离子水中加入Cu纳米颗粒,通过添加分散剂和超声波振荡,配制均匀分散的Cu-H₂O纳米流体。在100 Pa初始压力下,通过改变纳米颗粒粒径、纳米流体质量分数研究均匀分散的纳米流体对真空闪蒸制冰实验特性的影响。结果表明,水中加入纳米颗粒（无分散剂,纳米颗粒有沉降现象）,可降低水过冷度,缩短相变结冰时间,而分散均匀无沉降的纳米流体可显著缩短相变时间,使过冷度降低37%;在闪蒸瞬间,纳米流体对液相降温过程几乎没有影响;纳米流体质量分数越大,结冰时间越短,固相降温段降温速率越大;随着纳米颗粒粒径减小,相变时间缩短,而固相降温阶段温降速率几乎相同,较低浓度时（0.05%）,粒径的改变,对纳米流体过冷度影响不大,基本维持在1.5℃。     

纳米颗粒强化TETA溶液富液解吸CO2的实验研究

为探究纳米颗粒对TETA溶液富液解吸CO_2的影响,采用两步法配制了相同基液质量分数、不同纳米颗粒的纳米流体,以电热套和鼓泡床为解吸实验装置,分别检测了在富液中加入不同纳米颗粒及分散剂后,不同反应时刻,富液中CO_2的残余量,并与空白富液解吸结果作对比,得出纳米颗粒的种类、固含量和粒径及分散剂对解吸转化率、解吸增强因子和解吸能耗的影响。实验结果表明:添加TiO_2和Al_2O_3纳米颗粒可以显著地加快解吸的传质速率,解吸增强因子随固含量及粒径的增加先增大后变小,即存在最佳固含量和最佳粒径;SiO_2纳米颗粒对解吸过程的促进作用并不明显;纳米流体中加入分散剂后,促进传质能力增强,且解吸能耗降低,具有较好的经济性。结合纳米流体促进传质机理对实验结果做出了解释和分析。     

物理化学中的界面吸附理论与农药悬浮剂加工

正(接上期)3.1分散剂的主要作用机理分散剂的主要作用在于改变农药颗粒与水界面的性质,促使农药颗粒在水中分散,使农药悬浮体系具有良好的稳定性。其主要作用机理分述如下:3.1.1双电层排斥理论双电层排斥理论是在忽略了高分子能够在粒子表面形成一吸附层,同时也忽略了由于聚合物吸附而产生一种新的斥力—空间位阻斥力的情况下成立的。该理论揭示了颗粒表面所带电荷与稳定性的关系,通过调节溶液的p H值或外加电解液     

分散剂对纳米TiO2悬浮液稳定性的影响

选择不同的有机物为分散剂分别对纳米TiO2粒子进行了表面改性。通过采用重力沉降法、Zeta电位法等表征了其分散效果,研究了纳米TiO2悬浮液在不同PH值下的分散行为。结果表明:纤维素能使纳米TiO2悬浮稳定性明显提高。在纳米TiO2悬浮液中,纳米TiO2粉体表面的Zeta电位同水溶液的平衡PH有很大关系。提高颗粒表面电位(Zeta电位)是改善粉体分散体系稳定性的有效途径。