下载文档原格式
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。
纳米分散原理是指将固体颗粒或液体分散成纳米级别的颗粒或液滴的过程。
在纳米分散过程中，通过适当的分散剂或表面活性剂，可以使颗粒或液滴均匀地分散在溶剂中，形成稳定的分散体系。
纳米分散原理主要涉及两个方面：分散剂的作用和分散机制。
1. 分散剂的作用：分散剂是一种表面活性剂，它在溶剂中形成一层分散剂分子的吸附层，使颗粒或液滴表面带有电荷，从而相互排斥，防止颗粒或液滴的聚集和沉淀。
分散剂还可以改变颗粒或液滴的表面性质，使其更易于分散。
2. 分散机制：纳米颗粒或液滴的分散机制主要有物理分散和化学分散两种。
- 物理分散：物理分散是通过机械力或超声波等物理手段将颗粒或液滴分散到纳米级别。
在物理分散过程中，颗粒或液滴受到机械力的作用，使其分散成较小的颗粒或液滴。
- 化学分散：化学分散是通过化学反应将颗粒或液滴分散到纳米级别。
在化学分散过程中，分散剂与颗粒或液滴表面发
生化学反应，改变其表面性质，使其分散成纳米级别的颗粒或液滴。
纳米分散技术在材料科学、生物医学、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
通过纳米分散技术，可以制备出具有特殊性能和功能的纳米材料，如纳米颗粒、纳米薄膜等，用于制备新型材料、药物传递系统、催化剂等。
纳米粒子的团聚形成机理及分散方法纳米粒子的团聚形成机理及分散方法1 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。
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。
2 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。
纳米颗粒具有很高的化学活性，表现出强烈的表面效应，很容易发生聚集而达到稳定状态，从而团聚发生。
2.1 纳米颗粒在液体介质中的团聚机理液体介质中超细颗粒团聚的主要原因是吸附和排斥共同作用的结果。
如果吸附作用大于排斥作用，颗粒团聚；反之，颗粒则分散。
2.2 干燥过程中团聚颗粒团聚的机理干燥过程可看作固液分离过程，目前有代表性的理论有：晶桥理论，毛细管力吸附理论，氢键作用理论和化学键作用理论。
实际上，单一的理论很难解释团聚形成的机理，必须综合目前的理论，具体实验具体分析。
在制各超细氧化铝的实验中已经表明：粉体的一次颗粒团聚成二次颗形成硬团聚的机理在于：在制备粉体的过程中，湿凝胶的脱水干燥，煅烧过程是引起粉体中硬团聚形成的主要原因。
胶体进入干燥阶段，不同的干燥方法也会产生不同的团聚效果。
纳米颗粒的团聚与分散取决于其形态和表面结构等，而纳米颗粒的形态和表面结构又与其内部结构、杂质、表面吸附和化学反应、制备工艺、环境状态等诸多因素有关，因而导致了纳米粉体团聚与分散机制的复杂性和多样性。
化学分散方法纳米陶瓷粉末一个纳米粒子分散的化学机理1，双电层排斥排除双电层主要DLVO理论，这是在能够吸附层的聚合物的粒子表面层忽略形成，而忽略了聚合物的吸附以产生一种新的斥力 - 建立空间排斥情况。
理论揭示了纳米颗粒表面和电荷之间的关系，通过将pH值或附加电解质等方法来增加颗粒以形成双层的表面电荷的调解的稳定性，通过ζ电位增加，从而使静电在实现颗粒的稳定分散体中的粒子的作用之间的斥力。
系统余量主要范德华引力的稳定性可以由双电层排斥，下面的表达式来实现VT = VWA VER其中，VT是两个粒子的总势能; VWA的范德华引力势; VER电双层推斥能量。
2空间稳定理论电双层推斥理论不能用来解释聚合物或表面活性剂胶粒组合物系统的稳定性。
为基于对象的通过添加分散剂聚合物，空间稳定机制可以用来解释空间。
吸附在表面上的固体颗粒的锚固基团的分散剂分子，完全伸展在形成颗粒和重力沉降的立体阻碍碰撞和聚集在介质层中的溶剂链。
聚合物在各种分散系稳定化的分散剂，在理论上和实践中得到了验证。
但产生空间稳定化效果，必须满足以下条件：A 中，锚定基团以较高的粒子表面覆盖和很强的吸附发生时，吸附可以是物理吸附也可以是化学吸附; B，溶剂链完全展开，一定厚度变形阻力层吸附部位，通常保持颗粒间距大于为10?20nm。
二、纳米陶瓷粉体分散剂的选择由于纳米粉末具有大的比表面积和粉末颗粒彼此的表面能，以减少他们的倾向团聚的表面能，从而使粉末颗粒实际上是团聚的一种形式。
在纳米陶瓷浆料，粉末颗粒做无端紊乱布朗运动。
粒子做“布朗运动”往往相互碰撞，由于吸引力，它们将被连接在一起。
比单个粒子的运动速度的次级粒子是缓慢的，但仍与其他粒子可能发生碰撞，从而形成较大的聚集体，直至大到允许从悬浮运动解决，这样的过程被称为“聚会”。
我们一起在纳米胶体分散液的分散剂的目的是防止在纳米颗粒在分散介质中形成的这种“聚会”充分散开。
纳米粉末分散体的疏液胶体体系属于，总是有热力学不稳定性，具有分散相和疏液胶体体系的分散介质，这使得它们保持一个大的表面能量，从而导致自动倾向，以产生聚集体颗粒，胶体颗粒之间的大界面收集如此之大，色散减小。
