V:1.0精細整理，僅供參考日期：20xx年X月表面活性劑在微粉制備中的應用表面活性劑常被用于合成過程中,制備分散粒子或分散已合成的團聚的超細粒子在液相介質中,利用分散劑分散超細粒子的方已得到廣泛研究表面活性劑對于納米微粒的制備改性和保存都具有非常重要的作用。1表面活性劑分散微粒的機理細微粒的團聚是由于范德華力的吸引而造成的,或由于使體系的總表面能趨于極小化的驅動力起的表面活性劑的表面活性部分可表現(xiàn)為帶有電荷負電荷不帶電荷或呈現(xiàn)兩性當超細微粒中加入表面活性劑時,后者吸附在粒子的表面,以兩方式提供粒子間的排斥力:一種是由靜電的排斥用提供分散力,阻止粒子的團聚粒子周圍存在雙電層,因而在粒子表面與溶液之間存在不等的電荷分布當表面活性劑分子吸附在粒子表面時,可強化這種雙電層結構,從而產生一種分散的穩(wěn)定態(tài)這種方法對于稀溶液和有極性的有機介質是有效的,而對于電解質溶液則對其濃度的影響特別感這是因為濃度的變化可以導致雙電層的破壞從而導致粒子的團聚另一種分散力是空間力,表面活性劑分子吸附在粒子表面時,它們的親水擴展到溶液中,并與溶液相互作用液體-表面性劑鏈相互作用是一種混合效應,這種相互作用加體系的自由能并產生一個能量位壘,防止粒子靠近當粒子相互接近時,延伸到溶液中的表面活性劑鏈的運動受到限制并產生一個熵減小的效應。種由表面活性劑所產生的空間穩(wěn)定可發(fā)生在不存電位壘的情況下空間穩(wěn)定對于在水或非水介質中是有效的,并對雜質和少量的添加劑不太敏感?？臻g穩(wěn)定法在分散高濃度粒子時特別有效。2表面活性劑的應用2.1納米級l合成中的應用(1)氣相合成法中的應用納米lO可以通氣相合成法來合成氣相合成的初生粒子直徑在數(shù)納米左右,由于全部粒子在整個體系中處于浮游態(tài),它們的布朗運動會使粒子相互碰撞凝聚因此,欲獲得直徑不大于幾十納米的粉體材料,就需要入少量的表面活性物質,以防止初生的納米級粒子碰撞凝聚。物理氣相法的真空蒸發(fā)-冷凝法制備O粉體時,將原材料真空蒸發(fā)后的蒸汽冷凝在動態(tài)油液表面上,這樣就可以方便地收集超微粉體產物。在已有相關的專用設備和裝置,通過在油料中添表面活性劑以盡可能減少粒子凝聚,使所得粒子的粒徑分布很窄,平均2nm。惰性氣體蒸發(fā)法制備納米級O時,由于lO是難熔材料,因而采用激光或電子束加熱方法原材料在加熱爐蒸發(fā)室可控蒸發(fā),同時由于氦進入,使熱分子流冷凝成納米團簇后又與之混合,后微粒懸浮在惰性氣體中成為稀的氣溶膠流,然再冷卻至室溫此時,噴射入含有十二烷基硫的表面活性劑霧滴,這些團簇粒子既被擦洗凈化,同時又被收集在穩(wěn)定膠質懸浮體收集室中。lO超微粉還可以采用化學氣相法制備,如采用lO或Br-O氧化反應體系來制備,獲得的徑在0m以下此外,也可采用金屬直接氧化制備現(xiàn)已開發(fā)出金屬鋁粉直接氧化制備低價、質γ-lO球形超微粉體的裝置原料氣體氧氣混合在燃燒器中形成煙焰,所得的煙霧粒子經過濾收集為產物粉體。(2)液相合成法中的應用液相法制粉體時,一要多次水洗去除液相中殘余雜質,但水洗后粉體在嚴重的團聚這時若用表面張力比水小的醇、酮等有機溶劑取代殘留在粒子之間的水,便可減輕團聚程度另外,在沉淀或洗凈脫水時,加入有機分子表面活性劑,如聚乙二醇聚丙烯酸銨等,因有機大分子位阻效應也可起到減緩團聚的作用。lO納米級超微粉體可利用溶膠-凝膠法沉法溶劑蒸發(fā)法醇鹽水解法等制備而成;此外,還通過水熱法合成包含有相變的水熱合成法是指加熱固體氧化物或氫氧化物,通過溶解和再結晶,在水熱條件下完成相轉變,進而制備超微粉體材料。該法制備lO-iO的二相體系時,加入表面性物質,如聚乙烯醇(相對分子量為8510)可善粉體形態(tài)如果沒有表面活性劑的存在,制備的晶體為不規(guī)則針狀晶體,其長度為幾個微米;在有面活性劑存在的情況下,制備的晶體為01～0m的片晶。2.2在納米微粒收集過程中的作用米微粒的表面活性使它們很容易團聚在一起這給納米微粒的收集帶來很大的困難為了解決這一問題,無論是用物理方法還是化學方法制備米粒子,通常都采用分散在溶液中進行收集但使是在溶液中,納米微粒形成的懸浮液中的小微之間,仍可能因為庫侖力或范德華力而發(fā)生團聚。防止小顆粒的團聚可采用幾種措施:其一,用超聲振蕩破壞團聚體中小微粒之間的庫侖力或范德華力從而使小微粒分散于分散劑中;其二,加入反絮劑形成雙電層納米lO在水中時根據(jù)pH值高低不同,可帶正電荷負電荷或呈電中性當pH值比較小時,粒子表面形成l-O,導致粒子面帶正電;當pH值高時,粒子表面形成l-O鍵使粒子表面帶負電;如果pH值處于中間值,米氧化物表面形成l-OH鍵,這時粒子呈電中性因而可選用異電離子或異電表面活性劑作反絮凝劑,使微粒表面形成雙電層,達到分散目的在表電荷為正時,平衡微粒表面電荷的有效離子為lNO等陰離子;當表面電荷為負電時,有效的衡離子為NaN等,由此來選用相應的表面活性劑;其三,加入表面活性劑包裹微粒,使其吸附粒子表面,形成微胞狀態(tài)由于活性劑的存在而產生了粒子間的排斥力,使得粒子間不能接觸,從而止團聚體的產生這種方法對于磁性納米顆粒的分散制成磁性液體也是十分重要的。2。3球磨法制備微粉中的應用超細粉碎過程中,當顆粒粒度減小到微米級后顆粒的質量趨于平均,缺陷減小,強度硬度增大粉碎難度大大增加同時,微細顆粒相互團聚形成二次三次顆粒的趨勢明顯增強,此時需采取一定工藝措施,即選用助磨劑助磨劑可分為氣液、固三類氣體助磨劑包括蒸汽狀的極性物質(如丙酮硝基甲烷甲醇水蒸汽等)和非極性物質(如四氯化碳)等;固體助磨劑包括硬酯酸鹽類膠體i、黑MO粉和膠體石墨等;液體助磨劑包括各種表面活性劑和分散劑等。于助磨劑的助磨作用原理有兩種學說其一吸附降低硬度學說,該學說認為助磨劑分子在粒上的吸附降低了顆粒表面能或引起近表面層晶的位錯遷移;還有一種學說礦漿流變學調節(jié)學說,認為助磨劑通過調節(jié)礦漿的流變學性質和礦粒表面電性,降低礦漿的粘度,促進顆粒分散,從而高礦漿的可流動性,阻止礦粒在研磨介質及磨機襯板上的粘附及顆粒之間團聚。用球磨法制備O粉體時,可選用助磨劑有機硅類或三乙醇胺,后者的最佳用量為01%。3表面活性劑與納米微粒表面修飾世紀90年代中期,國際材料會議提出了納米粒的表面工程新概念近年來,納米微粒的表面修飾已形成一個研究領域,通過研究,人們可以有更的自由度對納米微粒表面改性,不但更深入認識米微粒的基本物理效應,而且也擴大了納米微粒的應用范圍通過對納米微粒表面的修飾,可以達以下目的:(1)改善或改變納米粒子的分散性;(2)高微粒表面活性;(3)使微粒表面產生新的物理、學機械性能及新的功能;(4)改善納米粒子與其它物質之間的相容性。4結