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纳米粉体的分散技术与科学应用
纳米粉体的分散技术是指将纳米粉体分散在稀释剂中，使其均匀分布的技术。
纳米粉体具有较高的表面能和表面积，很容易聚集成团，形成团聚体，降低了其特殊性能的发挥。
因此，纳米粉体分散技术对纳米粉体的应用非常关键。
纳米粉体的分散技术包括机械分散、超声波分散、化学分散、电化学分散等多种技术，常用的有高压均质机法、球磨法、强制对流分散法、凝胶燃烧合成法等。
纳米粉体的应用范围非常广泛，可应用于能源、环境、医疗、电子、机械等多个领域。
例如，在催化剂中广泛应用，能够改善催化过程的效率，提高反应产率和选择性；在材料领域中，纳米粉体的应用可以制备高强度、高硬度、高韧性的材料，具有很好的应用前景；在生物医药领域中，纳米粉体可以应用于制药、治疗、诊断等方面，如治疗癌症、制备荷瘤剂等。
总的来说，纳米粉体的分散技术对于纳米材料的应用具有非常重要的作用，有助于发挥其独特性能，进一步推动纳米材料的应用。
纳米陶瓷粉体的分散研究纳米陶瓷具有优良性能的前提是纳米颗粒堆积均匀，烧结收缩一致，晶粒均匀长大，但是由于纳米粉体颗粒细小、颗粒间存在着较强的结合力，如静电力、范德华力、毛细管力、机械咬合力等，使纳米粉体存在团聚度高、流动性差等特点，严重影响了粉体的成型性能，进而导致陶瓷材料的性能下降。
因此，纳米陶瓷粉体的分散研究就变得尤为重要。
01物理分散法NO.1 机械分散法机械分散属于物理分散方法，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的一种方法。
机械分散法一般采用普通球磨、搅拌磨、行星磨和剪切式高速搅拌器等方式进行。
其中，普通球磨、研磨效率较低，常用于已分散的料浆经搁置后的二次分散。
搅拌磨、行星磨研磨效率高，简单易行，是最常用的一种分散超细粉体的方法。
但球磨最大的缺点是在研磨过程中，由于球与球、球与筒、球与料以及料与筒之间的撞击、研磨，使球磨筒和球本身被磨损，磨损的物质进人料浆中成为杂质，这些杂质会对浆料的纯度及其后成品的性能产生影响。
另外，球磨可能会改变粉体的物理化学性质。
因此，球磨分散方法会给料浆带来一定的影响，分散时要控制好分散的时间。
剪切式高速搅拌器，虽然分散效果好，但它分散的过程中会导致大量的空气裹入体系中，在高速剪切力的作用下，使整个料浆呈泡沫状。
NO.2 超声波分散法超声波分散是一种强度很高的物理分散手段，是把所需处理的颗粒悬浮液直接置于超声场中，控制恰当的超声波频率及作用时间致使颗粒充分分散。
利用超声空化时产生的局部高温、高压或强冲击波和微射流等，弱化微粒间的微粒作用能，可有效地防止微粒的团聚。
超声波用于微粒悬浮液的分散，虽然效果很好，但存在的问题是：一旦停止超声波振荡，仍有可能使微粒再度团聚；超声波处理一定时间后，颗粒的粒度不能再进一步减小，继续处理也会重新引起颗粒的团聚；且超声波对极细小的颗粒微粒分散效果并不理想。
02化学分散法纳米陶瓷粉体的化学分散机制主要包括双电层（静电）稳定机制、空间位阻稳定机制和静电位阻稳定机制。
纳米陶瓷粉体的化学分散方法
纳米粉体化学分散方法指的是选择一种或多种适宜的分散剂提高悬浮体的分散性，改善其稳定性及流变性。
化学分散是分散纳米颗粒最本质、最有效的方法。
一、纳米颗粒化学分散的机理
1、双电层排斥理论
双电层排斥理论主要是DLVO理论，该理论是在忽略了高分子能够在粒子表面形成一层吸附层，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。
该理论揭示了纳米颗粒表面所带电荷与稳定性的关系，通过调解溶液的pH值或外加电解质等方法，来增加颗粒表面电荷，形成双电层，通过ζ电位增加，使颗粒间产生静电排斥作用，实现颗粒的稳定分散。
体系的稳定性主要是通过双电层排斥能与范德华引力能的平衡来实现的，表达式如下
VT=VWA+VER
式中,VT为两粒子总势能;VWA为范德华引力势能；VER为双电层排斥力能。
2空间位阻稳定理论
双电层排斥理论不能用来解释高聚物或非粒子表面活性剂的胶体物系的稳定性。
对于通过添加高分子聚合物作为分散剂的物系，可以用空间位阻稳定机理来解释。
分散剂分子的锚固基团吸附在固体颗粒表面，其溶剂化链在介质中充分伸展形成位阻层，阻碍颗粒的碰撞团聚和重力沉淀。
聚合物作为分散剂在不同分散体系中的稳定作用,在理论和实践中都已得到验。
Vol.7 No.2Apr. 2021生物化工Biological Chemical Engineering第 7 卷 第 2 期2021 年 4 月SnO 2纳米粉体的制备及分散郝丽娜（齐齐哈尔工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161000）摘 要：采用溶胶-凝胶法制备SnO 2纳米粉体并检测其分散效果。
用锡粒与柠檬酸（1∶2、1∶4）在pH 为5~6条件下，通过水浴、干燥、煅烧等步骤制备出具有四方金红石结构的SnO 2纳米粉体，利用热分析仪、透射电镜、X 射线衍射仪对材料进行表征，并研究搅拌时间、分散体系pH 值对纳米SnO 2粉体分散稳定性的影响。
结果表明：柠檬酸量的增加不利于生成粒度小的SnO 2晶体，锡粒与柠檬酸比例为1∶2时，晶体粒径更小；升高热处理温度，结晶趋于良好；4 h 的物理搅拌有利于粉体的分散，当分散体系pH 值为1时溶液沉降速率最慢，颗粒分散性最好。
关键词：纳米二氧化锡；溶胶-凝胶法；分散中图分类号：TQ134.3 文献标识码：APreparation and Dispersion of SnO 2 NanopowdersHAO Lina(Qiqihar Institute of Engineering, Heilongjiang Qiqihar 161000)Abstract: SnO 2 nano-powders were prepared by sol-gel method, and the dispersity was tested. By adjusting the process parameters such as the concentration of the reaction solution, the pH value, and the sintering temperature, SnO 2nanopowders with a tetragonal rutile structure with a grain size of 10~50 nm can be prepared. Use TG-DTA, SEM, XRD and other analytical methods to characterize, study the relationship between the dispersion method, pH value, dispersion time, etc. of nano SnO 2 powder and dispersion stability, and measure by gravity sedimentation method, ultraviolet-visible spectrophotometry, etc. Find out the influence of various factors on the stable system. The results show that the increase of the amount of citric acid is not conducive to the formation of SnO 2 crystals with small particle size. Increase the heat treatment temperature and the crystallization tends to be good. When the pH value of the solution is 1, the sedimentation rate of the solution is the slowest and the particle dispersion is the best.Keywords: nanometer tin dioxide; sol-gel; dispersion纳米SnO 2在玻璃电极、光敏玻璃、催化剂、气敏和湿敏部件、陶瓷功能元件等方向均有普遍的应用[1]。
纳米粒子的团聚形成机理及分散方法纳米粉体也叫纳米颗粒，一般指尺寸在1-100nm之间的超细粒子。
纳米粉体具有的体积效应、表面效应、量子尺寸效应、介电限域效应等各种效应，使得它表现出强吸光能力、高活性、高催化性、高选择性、高扩散性、高磁化率和矫顽力等特殊理化性能[1]；使它具备独特的力学、光、热、电、磁、吸附、气敏等性质[2]。
在传统材料中加入纳米粉体将大大改善其性能或带来意想不到的性质。
目前已用于纳米固体的压制、纳米涂层、环境保护以及纳米粒子光催化上。
纳米材料科学及工业应用已成为国内外跨新世纪研究开发热点，并开拓发展成为高技术产业，在电子、化工、机械、生物医学等工业领域内，具有日益广泛发展的应用前景。
随着纳米科技的发展，制备纳米粉体的方法越来越多。
在制备纳米粉体过程中，存在的最大问题就是纳米颗粒的团聚，这也是当今纳米技术领域内的一个普遍关心、亟待解决的一个难题。
控制纳米颗粒团聚已成为制备纳米颗粒的一项关键技术，所以很有必要对纳米颗粒团聚现象进行深入研究。
2 团聚分类所谓纳米粉体的团聚是指原生的纳米粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接、由多个颗粒形成较大的颗粒团簇的现象。
由于团聚颗粒粒度小，表面原子比例大，比表面积大，表面能大，处于能量不稳定状态，因而细微的颗粒都趋向于聚集在一起，很容易团聚，形成团聚状的二次颗粒，乃至三次颗粒，使粒子粒径变大，在每个颗粒内部有细小孔隙。
纳米颗粒的团聚一般分为两种：软团聚和硬团聚。
对于软团聚机理，人们的看法比较一致，即，软团聚是由纳米粉体表面分子或原子之间的范德华力和静电引力所致，由于作用力较弱，可以通过一些化学作用或施加机械能的方式来消除。
对于硬团聚，不同化学组成不同制备方法有不同的团聚机理，无法用统一的理论来解释。
因此需要采取一些特殊的方法来对其进行控制。
3 纳米颗粒团聚的形成机理颗粒细化到纳米级后，其表面积累了大量的正、负电荷，纳米颗粒的形状极不规则，这样造成了电荷的聚集。
纳米粉体的分散性研究及在电触头材料制备中的应用摘要:近年来随着对纳米粉体的研究进一步加深，其在电触头材料制备中的应用也在进一步发展，并取得了突破性的进展。
为了实现纳米粉体、电触头材料的更大的进步，本文介绍了分散机制、不同的分散方法以及采取各种分散方法得到的分散效果，讨论了纳米电触头材料的特性和研究，同时提出了其存在的问题和应用。
关键词:纳米材料；电触头；分散剂；表面改性想要确定合适使用的电触头材料，需要考虑各方面的问题和性能，比如其是否有足够的耐磨性、耐电性、材料表面是否均匀光滑等等。
而今年发展运用较多的材料是，当使用纳米材料时不仅可以使其接触的电阻更少，而且由于粉末达到纳米的级别，可以使其拥有更高的性能。
当前材料的使用中的主要发展任务就是改善颗粒的分散性，只有这样才能够改善机械的各方面性能。
下面将针对纳米电触头材料的制备和应用研究。
1纳米粉体的分散性研究随着纳米科技更进一步的融入生活，我们的社会和生活都随之进步和发展，带来了许多有益的成果。
由于纳米粉体的特别之处在磁性、热阻、对于光的吸收以及熔点等方面的体现，十分受人们的欢迎和推崇。
虽然纳米粒子的半径小十分小占有很大的优势，但又正是因为这个特性，纳米粒子会出现自发团聚的现象，这对纳米分体的性能发挥有着一定的阻碍作用。
当前纳米粉体发展的首要问题就是改善其分散性，使纳米粉体的应用和发挥更加稳定。
当前纳米粉体发散的运用已经发展到了生活、工业等各个领域中，对于这些化工产品来说，能否保证产品的分散性和稳定对保证产品质量十分重要。
1.1分散作用机制分散作用的机制有三种：第一种为静电稳定机制，用调pH值或者加电解质的方法使纳米颗粒产生一些表面电荷，使其产生的电荷发生互斥作用，增大颗粒间的相互排斥力，从而达到分散的目的；第二种为空间位阻稳定机制，是用在悬浮体中加入化合物的方式使纳米颗粒表面产生位阻层，产生空间排斥；而第三种静电空间稳定机制，与空间位阻稳定机制不同的是在悬浮体中添加一定的高分子聚电解质。
