分散設(shè)備對(duì)TiO2顆粒的分散度影響研究
摘要
納米二氧化鈦粉體的研制是20世紀(jì)80年代后期材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一,。顆粒超細(xì)化導(dǎo)致功能變化,產(chǎn)生了塊材不具備的表面效應(yīng),、小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng),,從而在磁性,、光學(xué)、電學(xué)等方面表現(xiàn)出*的性能,。因而,,其*的顏色效應(yīng)、光催化作用及紫外線屏蔽等功能使其在室內(nèi)外裝飾涂料,、汽車面漆,、防曬化妝品、廢水處理藥劑,、殺菌,、文物保護(hù)處理劑等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
但是,,由于納米二氧化鈦顆粒比表面積大,,表面能高,同時(shí)由于顆粒間的范德華吸引力和庫(kù)倫力的共同作用,,表面粒子相互靠在一起,,使總表面積和表面自由能降低。納米顆粒及易團(tuán)聚,,易于形成二次顆粒,,形成軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚。因此在二氧化鈦終應(yīng)用時(shí),,提高分散性是非常必要的,。
分散度的定義
分散度:固體顆粒在分散到液體中可分散的程度。
“Characterization of dispersibility of solid particulate objects into a liquid”引自ISO 18748
分散度Dr測(cè)量方法
將已知理論粒徑(dtheo)的粉末樣品制備成懸浮液,。1
利用Turbiscan(SMLS測(cè)試技術(shù))直接測(cè)量TiO2懸浮液的粒徑(dmeasured),。
Dr越接近0,,分散度越差;Dr越接近1,,分散度越好,。
結(jié)果與討論
下圖展示了二氧化鈦懸浮液在4種分散方式的分散度Dr,分別為Vortex機(jī)械攪拌,,USbath超聲波水浴,,ultraturrax均質(zhì)機(jī),USprobe超聲波破碎,。10%體積濃度的TiO2懸浮液,,在25℃下分散30分鐘。
從上圖可見,,USprobe超聲波破碎的分散度優(yōu),,而機(jī)械攪拌的分散度差。由于本實(shí)驗(yàn)中未加入分散劑,,所以分散度都沒有達(dá)到1,,可以加入分散劑進(jìn)一步提高分散度。
結(jié)論
影響納米二氧化鈦分散性能的因素很多,,本文只是闡述了分散設(shè)備對(duì)分散性能的影響,。在做關(guān)于納米二氧化鈦分散實(shí)驗(yàn)及研究時(shí)注意以下幾點(diǎn)可對(duì)納米二氧化鈦分散起到很好的作用:
1.根據(jù)分散技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的不同,應(yīng)在反應(yīng)過程中中加入特定的表面活性劑作為分散劑使用,,不僅使用方便價(jià)廉,,且效果較好。常見的分散劑有PEG(聚乙二醇),、PMAA(聚甲基丙烯酸),、MN(復(fù)合型高分子聚電解質(zhì)分散劑)等。
2.分散設(shè)備對(duì)二氧化鈦的分散效果有著直接的影響,。
3.分散劑濃度及溶液的pH值對(duì)二氧化鈦的分散效果也有著直接的影響