表面活性劑在納米材料制備中的應(yīng)用

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1、第25卷第4期佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol.25No.42007年07月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)July2007文章編號:1008-1402(2007)04-0471-03①表面活性劑在納米材料制備中的應(yīng)用1,21,2王海波,孫青竹(1.攀枝花學(xué)院材料工程系,四川攀枝花617000;2.釩鈦材料與復(fù)合技術(shù)四川省重點實驗室,四川攀枝花617000)摘要:綜述了表面活性劑的分散機(jī)制及其在納米材料制備中的分散作用;介紹了表面活性劑在幾種制備納米

2、材料方法中的應(yīng)用情況.關(guān)鍵詞:表面活性劑;納米材料;制備;分散;機(jī)制中圖分類號:TB383文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A納米材料通常是指微觀結(jié)構(gòu)至少在一維方向效果會更好.這種聯(lián)合機(jī)制的勢能曲線沒有第一極上為納米尺度的各種固態(tài)材料,其晶?；蝾w粒尺寸小值,雙電層在較長距離上提供一較高的位壘,而[2]在1～100nm數(shù)量級,具有一系列特異的光學(xué)、熱學(xué)、在小范圍內(nèi)位阻穩(wěn)定阻止粒子相互接觸.電學(xué)及磁學(xué)等方面特性.隨著物體尺寸的減小,其比表面積和比表面能增大,極易發(fā)生粒子間的團(tuán)聚,而形成二次粒子,使粒徑變大,失去納米粉體所具備的功能.因此,在制

3、備和后處理納米材料過程中,如何克服微粒團(tuán)聚現(xiàn)象無疑是保持其性能的關(guān)鍵.下面將介紹表面活性劑的分散機(jī)制及其在納圖1空間位阻穩(wěn)定機(jī)制示意圖米粉體分散中的應(yīng)用.2表面活性劑在納米材料制備中的應(yīng)用1表面活性劑的分散機(jī)制由于表面活性劑的靜電斥力穩(wěn)定作用和空間1)靜電穩(wěn)定機(jī)制位阻穩(wěn)定作用,表面活性劑在制備納米材料的過程在粉體懸浮液中加入分散劑,可降低固、液之中被廣泛應(yīng)用于控制納米材料的團(tuán)聚狀態(tài).下面介間的界面張力,有效潤濕顆粒.以水性分散介質(zhì)為紹表面活性劑在幾種納米材料制備方法中的應(yīng)用.例,分散劑親油性基團(tuán)吸附于固體粒子表面,親

4、水基團(tuán)為水介質(zhì)溶劑化,并擴(kuò)展到水相介質(zhì)中,由此2.1沉淀法圍繞粒子形成一個帶電荷的保護(hù)屏障,雙層包圍粒[1]將表面活性劑應(yīng)用于沉淀法中,可有效的防止子,粒子之間產(chǎn)生靜電斥力,使分散體穩(wěn)定.[3-5]沉淀過程中膠粒的聚集,有效抑制團(tuán)聚,還可2)空間位阻穩(wěn)定機(jī)制[6]以縮短反應(yīng)時間,在高溫煅燒下還可以得到純度空間位阻穩(wěn)定機(jī)制通過加入高分子聚合物(分[7]散劑),使其一端的官能團(tuán)與膠體發(fā)生吸附,另一端較高的產(chǎn)物.溶劑化鏈則伸向介質(zhì)中,形成阻擋層,阻擋膠粒之筆者在沉淀法制備羥基磷灰石的實驗中加入間的碰撞、聚集和沉降(見圖1)

5、.PEG,在羥基磷灰石表面包覆形成空間位阻效應(yīng),3)靜電位阻穩(wěn)定機(jī)制在烘干過程中防止了硬團(tuán)聚的發(fā)生,并在隨后的煅[8]靜電位阻穩(wěn)定機(jī)制也叫電空間穩(wěn)定,其靜電部燒過程中抑制溫度對羥基磷灰石形貌的影響.分來源于粒子表面的靜電荷或(和)與定位聚合物改進(jìn)傳統(tǒng)的沉淀法,利用卵磷脂形成囊泡時產(chǎn)聯(lián)系的電荷,所用高聚物叫聚電解質(zhì).因為既有雙生的特殊反應(yīng)環(huán)境限制羥基磷灰石(HAP)晶體的[9]電層穩(wěn)定機(jī)制,又有空間位阻穩(wěn)定機(jī)制,此種穩(wěn)定生長,可得到納米HAP粉體.①收稿日期:2007-04-25作者簡介:王海波(1979-),男,黑龍

6、江虎林人,工學(xué)碩士.472佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2007年[16]磨時間.2.2微乳液法筆者在球磨羥基磷灰石粉末時加入了十六烷微乳液通常由表面活性劑、助表面活性劑,油基三甲基溴化銨,結(jié)果如圖3所示,加入表面活性和水或電解質(zhì)水溶液組成的透明、各向同性的熱力劑后不僅縮短了球磨時間,與未加入表面活性劑的學(xué)穩(wěn)定體系.它是利用金屬鹽和一定的沉淀劑形成式樣相比,粒子尺寸明顯減小.微乳狀液,在較小的微區(qū)內(nèi)控制膠粒成核和生長,熱處理得到納米粒子.圖3表面活性劑作為球磨助劑的作用許育東等在對TiN粉體系進(jìn)行超聲分散時加入了不同的

7、表面活性劑,分散效果明顯,非離子型表面活性劑的分散效果優(yōu)于陰離子型表面活性[17]劑.利用改進(jìn)膠體磨進(jìn)行機(jī)械粉碎的方法,在添加圖2表面活性劑對羥基磷灰石的分散作用而且此法制備的粉體單分散性好,團(tuán)聚趨勢表面活性劑T154和通入氬氣保護(hù)的情況下,制備[18]出平均粒徑約為60nm的WS2粒子.小.但由于粒子的表面包裹一層或幾層表面活性劑分子,實際應(yīng)用時存在如何解除表面所覆蓋的表面2.4溶膠-凝膠法[10]活性劑分子的問題.表面活性劑在溶膠-凝膠法中主要為作為分潘慶誼研究了陰離子表面活性劑類型及陽離散劑和模板劑應(yīng)用.子表面

8、活性劑對納米SnO2材料平均晶粒度的影采用溶膠-凝膠技術(shù),利用表面活性劑作為分響,得到平均顆粒尺寸<20nm,平均晶粒度只有[19][11]散劑可以控制材料的生長,同時起到表面修飾6nm左右的均分散SnO2.[20]的作用,得到球形納米顆粒.利用的表面活性劑反膠團(tuán)體系制備出的SiO2以表面活性劑為模板劑,通過溶膠-凝膠途徑超細(xì)顆粒明顯優(yōu)于用傳統(tǒng)