纳米粒子悬浮液中分散剂选择的实验研究

喷雾干燥前驱体纳米Al 悬浮液的制备及分散稳定性李小东，孙红燕，杨玥，宋昌贵，刘慧敏，王晶禹（中北大学环境与安全工程学院，山西太原030051）摘要：为制备具有良好分散稳定性的喷雾干燥前驱体纳米Al 悬浮液，采用机械搅拌和超声分散两种分散方法制备了纳米Al 悬浮液，研究了纳米Al 粉在主炸药黑索今（RDX ）溶液中的分散稳定性。

利用紫外可见分光光度计研究了分散速度、分散时间、超声时间、悬浮液质量浓度、分散温度、纳米铝粉的粒径等对悬浮液分散稳定性的影响，采用扫描电子显微镜（SEM ）分析了喷雾干燥后样品的形貌。

结果表明：选择粒径为50~100nm 的铝粉，当分散速度为400r·min -1，分散时间为30min ，超声时间为3~10min ，悬浮液质量浓度为1%，分散温度为25℃时，悬浮液的吸光度值最大，分散稳定性达到最佳。

关键词：纳米铝粉；RDX 溶液；悬浮液；分散稳定性；吸光度中图分类号：TJ55文献标志码：ADOI ：10.11943/CJEM20192321引言Al 粉作为一种高热值的金属添加剂，其氧化还原反应所释放出的大量热已成为提高弹药毁伤威力和射程的重要途径之一［1］。

含铝炸药因具有高密度和高爆热，在炸药和固体推进剂中已得到广泛应用［2-3］。

目前，国内外制造含铝炸药常用的方法有机械干混法、直接法［4］、喷雾干燥法［5］等。

喷雾干燥法制备RDX 基含铝复合炸药的工艺过程简单，且产品成分及粒度容易控制。

但纳米铝粉因具有较大的比表面积及表面活性，在悬浮液体系中的布朗运动和铝粉表面的吸附作用使得纳米铝粉很容易生成团聚，分散性很差［6-7］。

然而，含铝炸药中各组分的混合均匀程度直接影响其装药密度以及爆炸性能［8］。

因此，纳米铝粉在悬浮液中的分散效果作为影响含铝炸药的性能的重要因素之一，如何控制纳米铝粉的团聚从而制备出稳定的前驱体悬浮液是喷雾干燥实际应用中需要解决的首要问题。

目前，为制备出悬浮效果较好的分散体系，国内外研究者采用众多方法对纳米粉体的分散技术进行了研究，主要有机械搅拌法［9］、超声波分散法［10-11］、高能处理法、化学改性法和分散剂分散法［12］。

液相中纳米颗粒分散方法研究进展周涛;姚颖悟;周游;赵春霞【摘要】综述了纳米颗粒的物理、化学和添加分散剂三种分散方法,分析了不同分散方法的工艺条件和操作难易程度,探讨了分散效果的差异产生原因,并且讨论了分散过程中需要注意的问题,对纳米颗粒分散方法的研究方向提出了建议.%In this paper,three disperse methods,namely physical dispersion,chemical dispersion and dis-persant adding dispersion were summarized,and the processing condition and complexity of these methods were analyzed. The difference of dispersion effect among these methods and the problems which were needed to pay attention during the process were discussed. Finally the research direction for the dispersion of nano-particles was put forward.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2013(035)002【总页数】4页(P8-11)【关键词】纳米颗粒;分散方法;进展【作者】周涛;姚颖悟;周游;赵春霞【作者单位】河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TB383引言纳米技术和纳米材料的科学价值和应用前景已逐步被人们认识，纳米科学与技术被认为是21世纪的三大科技之一。

纳米颗粒在水溶液中的分散问题解析纳米颗粒在水溶液中的分散问题一直以来都是纳米科学和技术研究的关键难题之一。

纳米颗粒的特殊性质使得它们在水中往往呈现出较大的聚集现象，这可能会导致诸如稳定性差、沉积、聚集等问题的发生。

因此，解决纳米颗粒在水溶液中的分散问题对于纳米科学的进一步发展和应用具有重要意义。

一、分散机制的解析纳米颗粒在水溶液中的分散机制主要涉及三个方面：静电作用、表面改性和溶剂特性。

首先，静电作用是纳米颗粒分散的关键因素之一。

纳米颗粒表面带有电荷，在水中带有相同或相反电荷的离子或分子会与其相互吸引，从而改变颗粒之间的相互作用力，促使纳米颗粒分散。

例如，阳离子型的纳米颗粒在水溶液中，可通过与阴离子作用来增强分散性。

其次，表面改性对于纳米颗粒的分散起到了重要作用。

以改性纳米颗粒为例，通常通过在纳米颗粒表面修饰亲水基团或表面活性剂等手段来改善其分散性。

亲水基团能够在水溶液中形成氢键或静电作用，从而增强纳米颗粒的分散能力。

表面活性剂则能通过降低颗粒间的表面张力，增加分散的稳定性。

最后，溶剂特性也对于纳米颗粒的分散起到了重要作用。

溶剂的极性、黏度以及pH值等参数都会对纳米颗粒的分散性产生影响。

例如，水作为一种极性溶剂，通常能够更好地分散许多纳米颗粒；低黏度的溶剂利于纳米颗粒的分散过程；而适当的pH值能够调节颗粒表面的电荷状态，影响纳米颗粒的分散程度。

二、解决分散问题的方法为解决纳米颗粒在水溶液中的分散问题，研究人员开发了一系列方法和技术，可以根据实际需求选择合适的方法。

1. 激光光散射法激光光散射法是一种广泛应用于纳米颗粒分散研究的技术。

该方法通过测量光散射的角度分布和强度，可获得纳米颗粒的大小分布、形态等信息。

借助该技术，研究人员可以评估纳米颗粒的分散性能，并根据实验结果调整分散条件或优化分散剂的选择。

2. 超声处理超声波是一种高频率的机械波，能够在溶液中产生剧烈的压力变化和微小流动。

通过超声处理，纳米颗粒之间的聚集现象可以被破坏，从而增强分散效果。

纳米悬浮液的制备及其物理化学性质研究一、引言随着纳米技术的迅速发展，纳米材料的制备、表征和应用已经成为当前材料科学和纳米科技研究的热点领域。

纳米悬浮液是一种纳米材料的重要形态之一，具有广泛的应用前景，如在生物医学、催化剂、电子器件等领域。

然而，纳米悬浮液的制备技术和物理化学性质的研究仍存在许多挑战和难点。

二、纳米悬浮液的制备纳米悬浮液制备的关键环节包括纳米材料的选择、制备方法和悬浮液稳定性的调节等。

通常情况下，纳米材料可以通过物理法、化学法和生物法等途径进行制备。

其中，物理法包括溶剂蒸发法、溶液聚集法、超声波法和强化化学反应法等，化学法包括胶体化学法、水热合成法、气相沉积和脉冲激光沉积等，生物法包括生物还原法、生物制备法和微生物法等。

但是，纳米材料的制备通常伴随着聚集和团聚等问题，导致稳定性较差，因此需要加入一些表面活性剂、阳离子聚合物或纳米粒子间隔离剂等来调节悬浮液的稳定性。

例如，羧基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和硅酸盐等都可以作为纳米悬浮液的稳定剂。

三、纳米悬浮液的物理化学性质1. 大小分布纳米悬浮液中的纳米粒子大小通常在1-100纳米之间，而粒子大小分布的均匀性对于纳米材料的应用性能有着重要的影响。

因此，需要采用粒度分析仪等精确的测试技术来确定纳米粒子的大小分布，以及表面形貌和结晶度等特征。

2. 表面性质纳米悬浮液的表面性质是指纳米粒子表面的化学组成、结构和功能等方面的特征。

在制备纳米悬浮液时，需要关注材料表面的化学反应活性，以及表面吸附的有机杂质、离子和水分子等。

此外，表面性质还与纳米粒子的稳定性、聚集和团聚等问题密切相关。

3. 光学性质纳米粒子的光学性质主要包括吸收、散射和发射等方面的特征。

在纳米悬浮液中，纳米粒子相互作用和界面效应等能够影响其光学性质，同时也会受到周围介质（如水、有机溶剂等）的影响。

为了求解纳米粒子光学性质，可以采用紫外-可见-近红外吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱等技术进行研究。

第43卷第1期2017年2月农业装备技术Agricultural Equipment & TechnologyVol.43 ：.1Feb. 2Q17图2SHMP 对纳米Si 〇2分散性的影响^ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6A-107/mg图3A -107添加量对纳米SiO #分散性的影响0引"添加硬质颗粒的复合镀可以提高工件的耐磨性等性能，采用纳米粒子复合镀可进一步提高其性能。

但到目前为止纳米颗粒在镀液中的分散性和稳定性 问题仍未得到有效的解决，不能发挥其应有的纳米粒子效][1#$]。

纳米颗粒在液体介质中的分散方法有物理分散 方法和化学分散法，物理分散方法主要有超声分散 和机械搅拌分散'种，化学分散主要是采用表面活 性剂[6#8]。

本文选用不同的表面活性剂对纳米Si〇2进 行试验，为纳米Si02在纳米化学复合镀中的应用提 供参考。

1试验材料和方法表面活性剂选用 PEG -600、六偏磷酸钠SHMP 、A -107、A -172等，以不同的种类和用先进行单因素试验，察其分散性比较的Si 〇2溶液体中种分散剂的添加量，并考察其种类和用量 的 合 用。

试验，纳米Si 〇2溶液中，超声振动5 min 时吸光度较高。

因试验采用添加分散剂超声5min其吸光度。

向50 mL 的0.5 g/L 的纳米Si 〇2溶液中分别加入不同量的分散剂，分液其。

度采用UV 759可分定。

2结果和讨论2.1表面活性剂添加量对纳米SiO #分散性的影响图 1、2、3、4 分别为 PEG -600、SHMP 、A -107 和 A -172加 对纳米Si 〇2粉体分散性的 。

由图1可见，当PEG -600添加量为0.2 mg 时，分散效|42--------------------------------------------------------------------------总第197期纲"Si 02周睿，朱智峰，陈悦蓉，姜世抗(扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127)摘要:使用不同的表面活性剂对纳米SiO $ :粒进行了分散，采用悬浮液的吸光度来表征其分散效果。

实验二十七颗粒的悬浮与分散在陶瓷的制备过程和分析测试中，经常遇到将粉体颗粒分散并悬浮于液体中的问题，面对结构陶瓷的胶态成型来说制备高固相含量的具有分散良好，悬浮稳定，好的流动性的浆体，更是必要的前提和关键。

一，实验目的1了解结构陶瓷粉体颗粒在液体中分散并悬浮的基本原理和方法，常用的分散剂的种类和和作用。

2掌握陶瓷浆体的制备方法3掌握陶瓷浆体的绝对黏度的测试方法二，实验原理在有关课程的黏土水系统双电层模型中，黏土颗粒表面带电，吸附电解质的阳离子，一价阳离子因离解程度大，水化半径大，主要进入胶团的扩散层，使其厚度增大电动电位增大，从而靠静电斥力阻碍颗粒团聚，以得到具体分散良好悬浮稳定，好的流动性的浆体。

这种静电阻聚作用机理对结构陶瓷的瘠性粉体颗粒同样适用。

只是由于瘠性颗粒与塑性的黏土颗粒不同，通常还加入有机表面活性剂，使有机分子成链状定向吸附在颗粒表面，依靠链状分子占据一定空间，阻碍瘠性颗粒的结合，使浆体具有良好的悬浮性。

这种机理称为空间阻碍作用。

对各类起分散，悬浮作用的添加剂叫法不一，在此统称分散剂。

浆体的悬浮性受多种因素的影响，颗粒的粒度及分布，颗粒的密度与形状及表面形貌，悬浊液的浓度，分散剂的种类与加入量，液体介质的黏度，温度悬浊液的PH值等，都对分散剂在颗粒表面的吸附性产生不同程度的影响，从而影响颗粒的聚集，并影响浆体的流动。

由于影响因素众多复杂，必须通过大量实验来确定各因素的影响规律。

浆体在流动时，存在着内摩擦力，可以用浆体的黏度来表征摩擦力的大小，黏度越小，流动性越好。

一般最小的黏度是与电动电位的最大值相对应的。

故可以测量浆体黏度来评价其流动性，判别分散，悬浮的效果。

黏度分相对黏度和绝对黏度，绝对黏度可以用旋转黏度计来测量。

旋转黏度计的构造如图4-3所示，两个作相对转动的同心圆筒进入被测浆体，当外筒固定，内筒旋转时，液体成若干同心圆层运动，其速度从内向外逐渐由大降为零，黏度η=τ/D式中τ——剪切应力，0.1Pa，D---剪切速率，S-1。

纳米颗粒分散技术的研究与发展文件类型：PDF/AdobeAcrobat 文件大小：字节更多搜索：纳米颗粒分散技术研究发展!!!!!!!!!化!!!工!!!进!!!展!!!!!!!!!!!!!!!"#$%!&'%()*+,-.&()#(/%(##-%(/0-1/-#++!!!!纳米颗粒分散技术的研究与发展宋晓岚!王海波!吴雪兰!曲!鹏!邱冠周!中南大学资源加工与生物工程学院无机材料系"长沙234456#摘!要!分析了纳米颗粒团聚形成的原因!阐述了研究纳米颗粒分散的意义!着重介绍了物理分散和化学分散技术研究进展!指出纳米颗粒分散技术的发展方向是设计高效分散机械!以提高有效分散体积和能量利用率"合成性能优异的超分散剂及研究不同的混合分散剂!以提高分散后的粒子稳定性!最终提高分散效果"加强纳米颗粒分散的基础理论研究及其与其他学科融合交叉!为纳米颗粒分散及分散剂的选择提供理论指导!并开发新的适合纳米材料制备的新工艺#关键词!纳米颗粒!团聚!分散技术!研究与发展中图分类号!,7656!!!!!文献标识码!&!!!!!文章编号!34448836!944:#43442;48 !"#"$%&'$()*"+",-./"(0-1*2#."%#2-(3"&'(245"1-%6$(-.$%02&,"#!"#$%&'"('#")'#$*'&+""),%,-('#".,/-#$".&,0,'#12",!) @ABFG$>@HI"+GJCCHCD-<ICK G<I0 CGBL7FC<BEFB<234456#78#0%$&0!,JKIEEHCA@FCBFBB>BC=> @FGH<IOHNPBL@J@FCBICDLFI=BC=> @FGH<IO< <<Q=CKBL<LR0 <I<B@ @KI>BLL<M<HC=A<B@CB@<GJSBFTK<CDLFI=< IFCBKIFBEGJHC =JNIFGIA < <MF<O<LR,JFBL<M<HC=A<B@@ <BL CDLFI=< IFCB@ @FGH<IFI@CL<IFEB<DD<G@FM<LFI=< IGJFB<I"OJFGJ@CBG<@J<MCHKA @FGHBLKIFBE >@<CD<B< EN$INB@J<IFIICA<<QSG<HHBL <I GJCBLFDD< <B@AFQLFI=B@I"OJFGJ@CBG<@JUFHF@NCDLFIS= @FGHBL@JHHNLFI=< I<<DDV<AC <DK @J< I@KLFIFG@J<C F @FGHBL@J<FB@<W<G@OF@JC@J< IKUW<G@I"CDOJFGJ@J<=K =CI<FI@CEFM<ICA<LF <G@FCBCB@J @FGHBL@J<I<H<G@CDLFDD< BL<Q=HCF@ICA<B<OHN@ @FGH@HIR 9":;-%)#!B>BC=> @FGHEEHCA@FCB"LFI=< I<LABL@<GJBFTK<" BLL<M<HSC=AFHQHICBE"JBKZB!16%由于水解作用!表面呈较强的碱性'羟基性或配位水分子!它们可通过羟基和配位水分子缩合!生成硬团聚#显然!防止纳米颗粒团聚!获得分散性好的纳米粒子!是目前该领域亟待解决的问题之一(;)#9!纳米颗粒分散技术的研究进展颗粒分散是近年来发展起来的新兴边缘学科!是指粉体颗粒在液相介质中分离散开并在整个液相中均匀分布的过程!通常包括分为三个阶段*#液体润湿固体粒子"$通过外界作用力使较大的聚集体分散为较小的颗粒"%稳定分散粒子!保证粉体颗粒在液相中保持长期均匀分散!防止已分散的粒子重新聚集(5!X)#根据分散方法的不同!可分为物理分散和化学分散#!物理分散物理分散方法主要有三种*机械搅拌分散'超声波分散和高能处理法分散(34)#机械搅拌分散是一种简单的物理分散!主要是借助外界剪切力或撞击力等机械能!使纳米粒子在介质中充分分散#事实上!这是一个非常复杂的分散过程!是通过对分散体系施加机械力!而引起体系内物质的物理'化学性质变化以及伴随的一系列化学反应来达到分散目的!这种特殊的现象称之为机械化学效应#机械搅拌分散的具体形式有研磨分散'胶体磨分散'球磨分散'高速搅拌等#在机械搅拌下!纳米颗粒的特殊表面结构容易产生化学反应!形成有机化合物支链或保护层使纳米颗粒更易分散#高效分散机的研制也是目前的一个热点!例如郑州大学研制的一种新型多级多层环形梳状齿高剪切均质分散机!该设备均质分散效率高'能耗低'质量轻'体积小'占地面积少'结构简单!采用模块化设计与制造!可用最少零部件组装成系列产品!提高了零部件的标准化率和通用性!使制造成本大幅度降低"黏度适应范围很广!可高达34 0>+I"该设备可广泛用于涂料'化工'化妆品及饮料'食品和医药等行业中悬浮液的均质分散#超声波分散是降低纳米颗粒团聚的有效方法!其作用机理认为与空化作用有关#利用超声空化产生的局部高温'高压或强冲击波和微射流等!可较大幅度地弱化纳米颗粒间的纳米作用能!有效地防止纳米颗粒团聚而使之充分分散#超声波对化合物的合成'聚合物的降解'颗粒物质的分散具有重要作用#纳米! +F9粒子$平均粒径34BA%加入到丙烯腈苯乙烯共聚物的四氢呋喃溶液中!经超声分散可得到包覆高分子材料的纳米晶体(33)"具有平均粒度为344BA的7>+12水悬浮液!在超声分散时!其最大分散作用的超声频率为X84!3844V"P!粒度增加!其频率相应降低(39)#+>VV>等(36)研究了94V"P超声频率下\ 19&H916浆料的黏度随超声时间的变化!结果表明经过超声作用!浆料黏度明显下降!且超声功率越大!黏度越低!即较大的功率可更有效地破坏颗粒间的团聚#但超声波分散时应避免超声时间过久而导致的过热!因为随着温度的升高!颗粒碰撞的概率也增加!反而会进一步加剧团聚(32)#因此!应选择适宜的超声分散时间#高能处理法是通过高能粒子作用!在纳米颗粒表面产生活性点!增加表面活性!使其易与其他物质发生化学反应或附着!对纳米颗粒表面改性而达到易分散的目的#高能粒子包括电晕'紫外光'微+52+!!!!!!!!!!!!!!化!!!工!!!进!!!展!!!!!!!!!!!!!!!""#年第!$卷万方数据波!等离子体射线等"3:#$例如用紫外光辐射将甲基丙烯酸甲酯接枝到纳米$E1上%这种表面改性的纳米颗粒在高密度聚乙烯中的分散性得到了明显改善"38#$<=<!化学分散纳米颗粒在介质中的分散是一个分散与絮凝平衡的过程$尽管物理方法可较好实现纳米颗粒在液相介质中的分散%但一旦外界作用力停止%粒子间由于分子间力作用%又会相互聚集$而采用化学分散%通过改变颗粒表面性质%使颗粒与液相介质!颗粒与颗粒间的相互作用发生变化%增强颗粒间的排斥力%将产生持久抑制絮凝团聚的作用$因此%实际过程中%应将物理分散和化学分散相结合%用物理手段解团聚%用化学方法保持分散稳定%以达到较好分散效果$化学分散实质上是利用表面化学方法加入表面处理剂来实现分散的方法$可通过纳米颗粒表面与处理剂之间进行化学反应%改变纳米颗粒的表面结构和状态%达到表面改性的目的"3;#&另外还可通过分散剂吸附改变粒子的表面电荷分布%产生静电稳定和空间位阻稳定作用来增强分散效果$9Z9Z3!偶联剂法偶联剂具有两性结构%其分子中的一部分基团可与颗粒表面的各种官能团反应%形成强有力的化学键合%另一部分基团可与有机高聚物发生某些化学反应或物理缠绕$经偶联剂处理后的颗粒%既抑制了颗粒本身的团聚%又增强了纳米颗粒在有机介质中的可溶性%使其能较好地分散在有机基体中% 增大了颗粒填充量%从而改善制品的综合性能%特别是抗张强度!冲击强度!柔韧性和挠曲强度"35%3X#$例如制备聚甲基丙烯酸甲酯'二氧化硅纳米复合材料时%用甲基丙酰氧基丙基三甲氧基硅烷做偶联剂%其碳碳双键与聚甲基丙烯酸甲酯共聚% 丙基三甲氧基硅烷基团则与正硅酸乙酯水解生成二氧化硅键合%从而使复合体系分散均匀且稳定"94#$ 9Z9Z9!酯化反应金属氧化物与醇的反应称为酯化反应$用酯化反应对纳米颗粒表面修饰%重要的是使原来亲水疏油的表面变成亲油疏水的表面%这种表面功能的改性在实际应用中十分重要"93#$酯化反应表面改性% 对于表面为弱酸性和中性的纳米粒子最有效%例如+F19!])静电排斥稳定机理()'^1理论)!)'^1理论主要是通过粒子的双电层理论来解释分散体系稳定的机理及影响稳定性的因素$根据双电层理论%带电粒子溶于极性介质(如水)后%在固体与溶液接触的界面上形成双电层$粒子周围被离子氛所包围$如图3所示$图3!颗粒表面双电层!!当两个粒子趋近而离子氛尚未重叠时%粒子间并无排斥作用&当离子相互接近到离子氛发生重叠时%处于重叠区中的离子浓度显然较大%破坏了原来电荷分布的对称性%引起了离子氛中电荷的重新分布%即离子从浓度较大区间向未重叠区间扩散%使带正电的粒子受到斥力而相互脱离%这种斥力是通过粒子间距离表示$当两个这样的粒子碰撞时%在它们之间产生了斥力%从而使粒子保持分离状态%如图9所示$可通过调节溶液="值增加粒子所带电荷%加强它们之间的相互排斥&或加入一些在液体中能电解的物质%如六偏磷酸钠!氯化钠!硝酸钾!柠檬酸钠等于溶液中%这些电解质电解后产生的离子对纳米颗粒产生选择性吸附%使得粒子带上正电荷或负电荷%从而在布朗运动中%两粒子碰撞时产生排斥作用%阻止凝聚发生%实现粒子分散$*X2*!第%期!!!!!!!!!!!!!宋晓岚等+纳米颗粒分散技术的研究与发展!! 万方数据图!!由图6可知!当两粒子相距较远时!离子氛尚未重叠!粒子间"远距离#的吸引力在起作用!即引力占优势!曲线在横轴以下!总位能为负值$随着距离的缩短!离子氛重叠!此时斥力开始出现!总位能逐渐上升为正值!斥力也随距离变小而增大!至一定距离时出现一个能峰%位能上升至最大点!意味着两粒子间不能进一步靠近!或者说它们碰撞后又会分离开来%如越过位能峰!位能即迅速下降!说明当粒子间距离很近时!离子氛产生的斥力!正是颗粒避免团聚的重要因素!离子氛所产生的斥力的大小取决于双电层厚度%因此!可通过调节溶液="值增加粒子所带电荷!加强它们之间的相互排斥!也可通过向分散系中加入能电解的物质如氯化钠&硝酸钠于悬浮液中!这些电解质电解后产生的离子对纳米颗粒产生选择性吸附!使得粒子带上正电荷或负电荷!从而在布朗运动中!两粒子碰撞时产生排斥作用!阻止凝聚发生!实现粒子分散%也可以加入与颗粒表面电荷相同的离子表面活性剂!因为它们的吸附会导致表面动电位增大!从而使体系稳定性提高%图6!两颗粒位能与距离曲线'U(空间位阻稳定机制!高分子聚合物吸附在纳米颗粒的表面上!形成一层高分子保护膜!包围了纳米颗粒!把亲液基团伸向水中!并具有一定厚度!这一壳层增大了两粒子间最接近的距离!减小了范德华力的相互作用!从而使分散体系得以稳定%吸附了高分子聚合物的粒子在互相接近时将产生两种情况)#吸附层被压缩而不发生互相渗透$ $吸附层能发生互相渗透&互相重叠%这两种情况都会导致体系能量升高!自由能增大%第一种情况由于高分子失去结构熵而产生熵斥力位能$第二种情况由于重叠区域浓度升高!导致产生渗透斥力位能和混合斥力位能%因而!吸附了高分子的纳米粒子如果再发生团聚将十分困难R从而实现了粒子的分散%刘颖等*96+研究表明!利用阴离子表面活性剂能得到稳定性很好的纳米&H916&]<916分散体系!而非离子表面活性剂的分散作用则不如阴离子表面活性剂好%这可能是后者在纳米粒子表面产生吸附!改变了粒子的表面电荷分布!对粒子同时起到了静电稳定和空间位阻稳定作用!有效地防止了纳米&H916&]BE]A>V压力下!64AFB的滤失量分别为38Z2A'和99Z4A'!而表观黏度分别为:XZ;:A0>)I和25Z9:A0>)I"但脂肪醇酞胺加量继续增大时!分散体系的稳定性又降低"对于非水介质的分散体系!由于体系的介电常数较低!电性势垒对于体系分散或凝聚作用的贡献通常是极微小的"分散相粒子周围的空间势垒是体系分散稳定的主要因素"但是!若体系中存在微量水!电性斥力仍可成为稳定体系的主要原因"例如!用&1,稳定的氧化铝a环己烷体系"氧化铝粒子能稳定地分散于体系中!主要是吸附于粒子表面上的分散剂发生解离!使粒子间产生斥力所致" 该稳定作用仅发生于体系含有微量水条件下!若含水量增多!体系的沉降速度又会增大"6!纳米颗粒分散技术发展方向=>!研制高效分散机械有研究表明#9;$!大多数分散机械的有效体积为总体积的3'!而能量传输给团聚体的效率也只有3'!在分散过程中分散体系温度大幅度上升!能量浪费严重!用于分散的能量部分微乎其微%另外!团聚体分散的效率很低!说明分散的有效区域较小"原因主要在于团聚体进入有效区域内的概率较小限制了分散效率以及能量低水平传输给团聚体"则通过设计合适的分散机械以提高体积和能量利用率已成为纳米颗粒分散技术发展的方向之一" 设计出高效率的分散机械能使团聚体局限在一个合适的能量密度区域内!如前述采用超声波分散可使体积利用率提高到344'!但其能量利用率却还是很低"=<!高效分散剂的研究与开发各种分散技术在纳米颗粒制备尤其是纳米复合材料制备过程中被大量采用!并收到了较好的效果"而研究开发具有多种活性基团的高性能分散剂来分散稳定纳米颗粒!则是目前研究得比较活跃的一个领域"近年来出现了超分散剂分散和混合分散剂协同作用分散!是利用分散剂所含各基团间的以及不同分散剂间的协同效应!达到对浆料团聚的有效控制"超分散剂分散克服了传统分散剂在非水体系中的局限性!与传统分散剂相比!它可以在颗粒表面可形成多点锚固!提高了吸附牢固程度!不易被解析%其溶剂化链比传统分散剂亲油基团长!可起到有效的空间稳定作用%形成极弱的胶束!易于活动而迅速移向颗粒表面!起到润湿保护作用%不会在颗粒表面导入亲油膜!从而不至影响最终产品的应用性能"混合分散剂协同作用分散是将分散剂通过一定的比例进行复配后!形成的混合分散剂的某一性质'如临界胶束浓度及其对应的表面张力*起泡能力*洗涤能力等(均优于理想混合体系的分)3:)!第%期!!!!!!!!!!!!!宋晓岚等+纳米颗粒分散技术的研究与发展!! 万方数据散剂!两分散剂的混合物在一定条件下比各自的组分本身具有更为明显的界面性质!这种协同作用主要表现在水溶液"空气界面上的混合单分子层的表面张力低于分散剂组分表面张力的平均值乃至低于各自分散剂组分的表面张力#水介质中混合胶束的临界胶束浓度$!$!%低于分散剂组分的!$!平均值乃至低于各自分散剂组分的!$!&95'(目前!以有大量性能优异的分散剂被发现)合成!这些分散剂大多数为大分子!就其稳定机理的研究也空前热烈(= !加强纳米颗粒分散的基础理论研究着重与新的理论如分形理论等相结合!对液相中颗粒团聚的机理进行深入研究!为纳米粉体分散及分散剂的选择提供理论指导(=@!注重与其他学科的融合交叉注重颗粒分散学与其他学科!如生物学)高分子科学)陶瓷学等的交叉!在充分研究各种因素对纳米颗粒浆料分散性影响的基础上!开发新的适合纳米材料制备的新工艺!如陶瓷的胶态成型等(表面活性剂对纳米颗粒的分散机理∙类别：纳米材料加工∙作者：∙关键词：表面活性剂,纳米颗粒∙【内容】∙表面活性剂介质对纳米微粒的作用有三：①降低微粒表面张力，与水的亲和性提高，改善了微粒表面的润湿性；②降低颗粒之间的吸引能；③在颗粒之间形成有效的空间电阻，使微粒之间的排斥能提高。

高性能纳米悬浮剂的制备与应用研究悬浮剂是一种能够将纳米颗粒或微粒分散在溶液中的物质，起到稳定悬浮状态的作用。

它在许多工业领域中都有重要的应用，如医药、化工、能源等。

然而，传统的悬浮剂存在着一些限制，如稳定性差、分散性差、无机颗粒过多等问题。

因此，研究高性能纳米悬浮剂的制备与应用，对于解决这些问题具有重要意义。

首先，制备高性能纳米悬浮剂的关键是选择合适的分散剂。

分散剂可以通过其表面活性剂的性质，改变纳米颗粒表面的特性，使其在溶液中分散均匀。

在选择分散剂时，应考虑其分子结构、亲水性和溶解度等因素，以确保其能够与纳米颗粒表面发生适当的相互作用，并提供足够的分散能力。

其次，制备高性能纳米悬浮剂需要注重制备工艺的优化。

常见的制备方法包括机械研磨法、溶剂处理法和表面改性法等。

在机械研磨法中，可以利用高能球磨仪等设备，通过机械力和剪切力作用，将纳米颗粒分散到溶液中。

溶剂处理法是利用溶剂将纳米颗粒与纳米材料分散在溶液中。

表面改性法则是通过改变纳米颗粒表面的性质，使其更易于分散在溶液中。

总之，制备工艺的选择和优化对于制备高性能纳米悬浮剂至关重要。

高性能纳米悬浮剂的应用也具有广泛的前景。

在医药领域，纳米悬浮剂可以用于制备纳米药物载体，提高药物的溶解度和生物利用度，从而提高治疗效果。

同时，纳米悬浮剂还可以用于医疗影像诊断和肿瘤治疗等方面。

在化工领域，纳米悬浮剂可以用于制备高性能涂料、聚合物合成和石油开采等领域。

此外，纳米悬浮剂还可以应用于能源领域，如太阳能电池、燃料电池和储能材料等。

同时，纳米悬浮剂的制备与应用也面临一些挑战和问题。

首先，如何实现悬浮剂的长期稳定性仍然是一个亟待解决的问题。

纳米颗粒之间的相互作用力较大，易于聚集和沉积，导致悬浮液体浓度变化和物理性质的变化。

因此，需要进一步探索改进分散剂和增强纳米颗粒表面稳定性的方法。

其次，纳米悬浮剂的毒性和环境影响也需要重视。

纳米材料具有独特的物理和化学性质，可能对生物体和环境产生潜在的危害。

高效分散剂在材料纳米粒子制备中的应用在材料科学领域，纳米粒子的制备是一个非常重要的研究方向。

纳米粒子具有独特的物理、化学和生物学性质，因此在能源、环境、生物医学等领域具有广泛的应用前景。

然而，纳米粒子的制备过程中常常会遇到一个难题，那就是粒子的聚集现象。

这种聚集现象不仅会影响纳米粒子的性质和应用，还会导致实验结果的不准确性。

为了解决这个问题，科学家们开发了一种高效分散剂，用于纳米粒子的制备过程中。

高效分散剂是一种能够有效降低纳米粒子聚集现象的化学物质。

它能够在纳米粒子表面形成一层稳定的包裹层，阻止粒子之间的相互作用，从而保持粒子的分散状态。

高效分散剂的选择非常重要，它需要具备以下几个特点：首先，高效分散剂应具有良好的分散性能，能够快速而均匀地将纳米粒子分散在溶液中；其次，高效分散剂应具有较高的稳定性，能够长时间维持纳米粒子的分散状态；最后，高效分散剂还应具有良好的生物相容性，以满足生物医学领域对纳米粒子的应用需求。

高效分散剂在纳米粒子制备中的应用非常广泛。

首先，它可以用于纳米材料的合成。

例如，在金属纳米粒子的制备过程中，高效分散剂可以有效地阻止金属粒子的聚集，从而获得均匀分散的纳米颗粒。

这些纳米颗粒具有较大的比表面积和特殊的光学、电学性质，可以应用于催化剂、传感器、光电子器件等领域。

此外，高效分散剂还可以用于纳米药物的制备。

纳米药物具有较小的粒径和较大的比表面积，可以提高药物的溶解度和生物利用度，从而提高药效和减少副作用。

高效分散剂的应用可以有效地控制纳米药物的粒径和分散性，提高纳米药物的制备效率和质量。

除了在纳米粒子制备中的应用，高效分散剂还可以用于纳米材料的表征。

纳米材料的表征是纳米科学研究的关键环节，它可以揭示纳米材料的结构、形貌和性质。

然而，由于纳米粒子的聚集现象，传统的表征方法常常无法准确地反映纳米材料的真实性质。

高效分散剂可以有效地解决这个问题。

它能够将纳米粒子分散在溶液中，使其保持单个颗粒的状态。

乳化溶剂挥发法制备纳米颗粒的悬浮稳定性研究近年来，纳米颗粒在医药、化工、材料等领域中得到了广泛应用。

为了保持纳米颗粒的稳定性并提高其溶解度和生物利用率，研究人员不断寻求新的制备方法和技术。

乳化溶剂挥发法是一种常用的纳米颗粒制备方法，本文将探讨该方法对纳米颗粒的悬浮稳定性的影响。

一、乳化溶剂挥发法的原理和步骤乳化溶剂挥发法是将溶解有机溶剂中的载药物与乳化剂共同溶解在水相中，通过溶剂挥发使得纳米颗粒形成的方法。

具体步骤包括以下几个方面：1. 选择适当的有机溶剂和乳化剂；2. 将有机溶剂和乳化剂加入到水中，并通过机械搅拌使其充分混合；3. 加入待制备的纳米颗粒药物溶液，并继续搅拌；4. 将溶剂挥发干燥，得到纳米颗粒悬浮液。

二、乳化溶剂挥发法对纳米颗粒悬浮稳定性的影响纳米颗粒的悬浮稳定性是保持其分散状态和防止颗粒聚集的重要性质。

乳化溶剂挥发法对纳米颗粒的悬浮稳定性有以下几个方面的影响：1. 乳化剂的选择：乳化剂可以在纳米颗粒表面形成一层稳定的包裹层，防止颗粒之间的相互作用。

不同类型的乳化剂对纳米颗粒的稳定性有不同的影响，选择合适的乳化剂可以提高纳米颗粒的悬浮稳定性。

2. 溶剂的选择：溶剂可以影响纳米颗粒的形貌和结构，进而影响悬浮稳定性。

一些有机溶剂在挥发过程中会引起颗粒聚集，降低纳米颗粒的悬浮稳定性，因此选择适当的溶剂非常重要。

3. 搅拌条件：搅拌速度和时间对于纳米颗粒的分散状态和稳定性有很大的影响。

搅拌速度过高或时间过长可能导致颗粒聚集，影响悬浮稳定性。

4. 载药物性质：纳米颗粒的悬浮稳定性还与载药物的性质有关。

一些药物分子可能会与乳化剂发生相互作用，从而影响乳化剂的包覆能力和纳米颗粒的稳定性。

三、乳化溶剂挥发法制备纳米颗粒的优势和应用乳化溶剂挥发法具有以下一些优势：1. 操作简单，适用于大规模制备；2. 可以制备不同形貌和大小的纳米颗粒；3. 可以用于包载不同药物的纳米颗粒制备。

该方法在医药领域中有着广泛的应用。

纳米陶瓷粉体颗粒悬浮液分散问题浅析
制备出单相纳米陶瓷粉料后，具体应用时还要考虑纳米颗粒的分散。

例如：在制备纳米颗粒复合陶瓷材料过程中为了得到成分均匀的混合粉料，首先要制备良好分散的纳米陶瓷粉体悬浮液，同时注意不同悬浮液混合时分散条件的相互影响。

由于纳米颗粒的尺寸很小，颗粒间普遍存在着较强的范德华力和库仑力，使颗粒极易团聚，而且颗粒粒径愈小，团聚的倾向就愈严重。

这两种作用力导致的团聚为软团聚，可以通过一些化学的作用或机械振动的方式来消除。

下面我们来分析一下纳米陶瓷颗粒悬浮液分散的具体机理、过程和方法。

 一、液体介质中纳米陶瓷颗粒间的作用力（团聚产生的根源）
 颗粒在液体介质中的相互作用力非常复杂，除了范德华力和库仑力之外，还有溶剂化力、毛细管力、憎水力、水动力等，它们与液体介质直接有关。

颗粒在液体介质中的状态还必须考虑颗粒表面的带电情况。

所有的颗粒表面在液体介质中都是带有电荷的。

其带电原因有：离子浓度差、颗粒表面基团的直接电离、溶液中同类离子间的替换、颗粒表面吸附特殊的离子以及颗粒晶体的各向异性等等。

而颗粒在液体介质中的表面带电情况，将直接影响颗粒在液体介质中的分散行为。

 二、纳米陶瓷颗粒在液体介质中的分散过程
 粉体团聚体在液体介质中的分散一般分为三个过程：润湿过程、颗粒群的解集过程、稳定的分散过程。

 1、润湿过程
 如果粉末是憎液性的就不易分散，而亲液者就容易分散。

对憎液性的粉。

纳米颗粒物分散液筛选效果评价张华山;杨丹凤;袭著革;杨辉;林本成;张伟;刘焕亮;林治卿;孙欣【期刊名称】《中国公共卫生》【年(卷),期】2008(24)2【摘要】目的筛选对纳米颗粒物分散效果好、对机体损伤小的纳米颗粒物分散液。

方法通过肉眼观察、透射电镜表征及肺损伤指标的测定，观察0．9％生理盐水、新生小牛血清、自制微乳液、1％新生小牛血清白蛋白对纳米颗粒物的分散效果及对机体的毒性作用。

结果肉眼观察载带纳米氧化锌的纳米碳颗粒在新生小牛血清中分散均一、稳定时间长，在生理盐水中沉降较快。

透射电镜表征结果显示。

纳米颗粒在生理盐水中有团聚现象，最大粒径为60nm；在新生小牛血清中分散均匀，粒径为20～40nm；在微乳液中，纳米碳颗粒外周形成一层包覆，粒径可达100nm；而在白蛋白分散液中未能观察到颗粒物的粒径大小。

纳米颗粒物分散悬液肺毒性比较结果显示。

以微乳液、生理盐水制备纳米颗粒物染毒悬液染毒大鼠后，肺泡灌洗液中一氧化氮含量明显升高，分别为（146．41±7．02），（162．34±15．87）μmol／L。

以牛血清、白蛋白为分散液制备纳米颗粒物染毒悬液染毒后，NO、总蛋白（TP）含量明显降低，分别为NO（79．05±13．01）（11．45±4．91）μmol／L；TP（0．30±0．03），（0．20±0．01）g／L。

纳米颗粒物对大鼠肺组织损伤结果显示，纳米氧化锌组TP（0．50±0．19）gL，NO（144．34±50．88）μmol／L，谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—PX）（128．02±68．11）U／（mgprot），明显升高；纳米碳载带氧化锌组TP （0．52±0．14）g／L，NO（154．08±15．41）μmol／L，明显升高。

结论新生小牛血清对纳米颗粒物的分散效果较好，对机体产生的损伤相对较小，可准确反映纳米颗粒物的毒性效应。