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1、表面活性剂在微粉制备中的应用表面活性剂常被用于合成过程中，制备分散粒子或分散已合成的团聚的超细粒子。在液相介质中，利用分散剂分散超细粒子的方法已得到广泛研究。表面活性剂对于纳米微粒的制 改性和保存都具有非常重要的作用。1表面活性剂分散微粒的机理超细微粒的团聚是由于范德华力的吸引而造成的，或由于使体系的总表面能趋于极小化的驱动力 引起的。表面活性剂的表面活性部分可表现为带有正不带电荷或呈现两性。当超细微粒中加入表面活性剂时，后者吸附在粒子的表面，以两种方式提供粒子间的排斥力：一种是由静电的排斥作用提供分散力，阻止粒子的团荷分布。当表面A聚。粒子周围存在双电层，因而在粒子表面与溶液之间存在不等的电
2、,可以强化这种双电层结构，从而飞/ II活性剂分子吸附在粒子表面时灯分散的稳定状态。这种方法对于稀溶液和有极性的有机介质是有效的，而对于电解质溶液则对其浓- - i,1 I X,il度的影响特别 敏感。这是因为浓度的变化可以导致双电层的破坏，从而导致粒子的 |,它们的亲水端扩团聚。另一种分散力是空间力 ，当表面活性剂分子吸附在粒子表面时展到溶液中，并与溶液相互作用 。液体-表面 活性剂链相互作用是一种混合效应，这种相互作用 增加体系的自由能并产生一个能量位垒，防止粒子靠近。当粒子相互接近时，延伸到溶液中的表面活性剂链的运动受到限制并产生一个嫡减小的效应。这种由表面活性剂所产生的空间稳定可发生在
3、不存在电位垒的情况下。空间稳定对于在水或2“水就糊I郴y1并对杂质和少量的添加剂不太敏感。空间稳定法在分散高浓度粒子时特别有效。纳米级A 2 Q合成中的应用(1)气相合成法中的应用纳米Al 2 Q可以通 过气相合成法来合成。气相合成的初生粒子直径在数纳米左右，由于全部粒子在整个体系中处于浮游状态，它们的布朗运动会使粒子相互碰撞凝聚。因 此，欲获得直径不大于几十纳米的粉用物理气相法的真空蒸发体材料，就需要 加入少量的表面活性物质，以防止初生的纳米级粒子碰撞凝聚。冷凝法制备Al2 Q粉体时，将原材料真空蒸发后的蒸汽 冷凝在动态油液表面上, 这 样 就 可 以 方 便 地 收 集 超 微 粉 体 产
4、 物 。 现在已有相关的专用设备和装置, 通过在油料中添加表面活性剂以尽可能减少粒子凝聚, 使所得粒子的粒径分布很窄, 平均 2nm 。 用惰性气体蒸发法制备纳米级Al 2 O3 时 , 由于Al 2 O3 是难熔材料, 因而采用激光或电子束加热方 法 。 原材料在加热炉蒸发室可控蒸发 , 同时由于氦气进入 , 使热分子流冷凝成纳米团簇后又与之混合, 最后微粒悬浮在惰性气体中成为稀的气溶胶流, 然 后再冷却至室温。 此时 , 喷射入含有12十二烷基硫醇的表面活性剂雾滴, 这些团簇粒子既被擦洗净化,同时又被收集在稳定胶质悬浮体收集室中。Al2 O3 超微粉还可以采用化学气相法制备, 如采 用 A
5、l 2 O3 或 AlBr 3 - O 2 氧化反应体系来制备，获得的 粒径在01加m以下。此外，也可采用金属直接氧化来制备。现已开发出金属铝粉直接氧化制备低价、高质量丫- Al 2 Q球形超微 粉体的装置。原料气体与氧气混合在燃烧器中形成烟焰, 所得的烟雾粒子经过滤收集为产物粉体。(2) 液相合成法中的应用液相法制粉体时, 一 般要多次水洗去除液相中残余杂质但水洗后粉体存在严重的团聚。 这时若用表面张力比水小的醇、 丙酮等有机溶剂取代残 A留在2粒O之3015wm的片晶。的纳 在纳米微粒收集过程中的作用纳米微 粒 的 表 面 活 性 使 它 们 很 容 易 团 聚 在 一 起 , 这给纳米微
6、粒的收集带来很大水的困难米。 为了解决这级一问题, 无论是用物理方法还是化学方法制备纳米粒子, 通常都采用分散在溶液超中进行收集,。 但即使是在溶液中, 纳米微粒形成的悬浮液中的小微便微粒之间 , 仍可能因为库仑力或范德华力而发生团聚。 为防止小颗粒的团聚可采用几种措可粉减体可施：其一，用超声力，从而使小微粒分散于分散剂中频振荡破坏团聚体中小微粒之间的库仑力或范德华pH值比较小时,粒子表面形成Al - O 建，导致粒子 表面带正电；当p H值高时,粒子表面形成Al - O ,键，使粒子表面带负电 ；如果p H值处于中间值,贝纳米氧化物表面形成 Al - O H键, 力帔时粒子呈电中/性。因而可
7、选用异电离子或异电表面活性剂作反絮凝剂，使微粒表面形成双电层，达到分用:目的。在表黑茴电荷为正时，平衡微粒表面电荷的有效离子为购性剂；其三，加入表面活性剂包裹微粒，使其吸附冰能接触，从而 防止团聚体的产生。这种方法对于磁性纳米颗粒的齐世粒子表面，形成微胞状态 。由于活性剂的存在而产生了粒子间的排斥力，使得粒子间 明散制成磁性液体也是十分重要的 雁。3球磨法制备微粉中的应用 电4在MgO粉和胶体石墨等；液体助磨剂包括各种表面活性剂和分散剂等 。糙 关于助磨剂的助磨作用原理有两种学说。其一为吸附降低硬度学说”，该学说认为频磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒表面能或引起近表面层晶福的位错迁移；还有一种
8、学说为“矿浆流变学调节学说”，认为助磨剂通过调节矿浆的流变A!性质和矿粒 的表面电性，降低矿浆的粘度，促进颗粒分散，从而提高矿浆的可流动1窟，阻止矿粒在研磨介质及磨机衬板上的粘附及颗粒之间团聚。2H 在用球磨法制备 A12 03粉体时,可选用助磨剂有机硅类或三乙醇胺，后者的最佳用量为011 %。03表面活性剂与纳米微粒表面修饰3增曲纪90年代中期，国际材料会议提出了纳米微粒的表面曲新概念。近年来，纳米微粒的表面 修饰已形成一个研 融域，通过研究，人们可以有更 多的自由度对纳米微粒表瞰性，不但更深入认识纳米微粒的基本物理效应，而且M大了纳米微粒 的应用范围。通过对纳米微粒表面的 &，可以达 到以下目的：（1）改善或改变纳米粒子的分散时 ；米P血机械性能及新的功能; ( 4) 改善纳米粒子与其它物质之间的相容性。4 结 论表面活性剂可以应用于纳米材料后, 并赋予纳米材料以修饰改性等过程中, 有效地防止微粒的团聚, 改变微粒的表面特性新的功能但 是 表 面 活 性 剂 在