TiO2颗粒中分散度检测方案(激光光散射仪)

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​分散设备对TiO2颗粒的分散度影响研究 摘要 纳米二氧化钛粉体的研制是20世纪80年代后期材料科学领域研究的热点之一。颗粒超细化导致功能变化，产生了块材不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而在磁性、光学、电学等方面表现出独特的性能。因而，其独特的颜色效应、光催化作用及紫外线屏蔽等功能使其在室内外装饰涂料、汽车面漆、防晒化妆品、废水处理药剂、杀菌、文物保护处理剂等方面有着广阔的应用前景。 但是，由于纳米二氧化钛颗粒比表面积大，表面能高，同时由于颗粒间的范德华吸引力和库伦力的共同作用，表面粒子相互靠在一起，使总表面积和表面自由能降低。纳米颗粒及易团聚，易于形成二次颗粒，形成软团聚和硬团聚。因此在二氧化钛最终应用时，提高分散性是非常必要的。   分散度的定义 分散度：固体颗粒在分散到液体中可分散的程度。 “Characterization of dispersibility of solid particulate objects into a liquid”引自ISO 18748    分散度Dr测量方法 将已知理论粒径（dtheo）的粉末样品制备成悬浮液。1 利用Turbiscan（SMLS测试技术）直接测量TiO2悬浮液的粒径（dmeasured）。 Dr越接近0，分散度越差；Dr越接近1，分散度越好。   结果与讨论 下图展示了二氧化钛悬浮液在4种分散方式的分散度Dr，分别为Vortex机械搅拌，USbath超声波水浴，ultraturrax均质机，USprobe超声波破碎。10%体积浓度的TiO2悬浮液，在25℃下分散30分钟。 从上图可见，USprobe超声波破碎的分散度优，而机械搅拌的分散度差。由于本实验中未加入分散剂，所以分散度都没有达到1，可以加入分散剂进一步提高分散度。     结论 影响纳米二氧化钛分散性能的因素很多，本文只是阐述了分散设备对分散性能的影响。在做关于纳米二氧化钛分散实验及研究时注意以下几点可对纳米二氧化钛分散起到很好的作用： 1.根据分散技术及应用领域的不同，应在反应过程中中加入特定的表面活性剂作为分散剂使用，不仅使用方便价廉，且效果较好。常见的分散剂有PEG（聚乙二醇）、PMAA（聚甲基丙烯酸）、MN（复合型高分子聚电解质分散剂）等。 2.分散设备对二氧化钛的分散效果有着直接的影响。 3.分散剂浓度及溶液的pH值对二氧化钛的分散效果也有着直接的影响 摘要纳米二氧化钛粉体的研制是20世纪80年代后期材料科学领域研究的热点之一。颗粒超细化导致功能变化，产生了块材不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而在磁性、光学、电学等方面表现出独特的性能。因而，其独特的颜色效应、光催化作用及紫外线屏蔽等功能使其在室内外装饰涂料、汽车面漆、防晒化妆品、废水处理药剂、杀菌、文物保护处理剂等方面有着广阔的应用前景。但是，由于纳米二氧化钛颗粒比表面积大，表面能高，同时由于颗粒间的范德华吸引力和库伦力的共同作用，表面粒子相互靠在一起，使总表面积和表面自由能降低。纳米颗粒及易团聚，易于形成二次颗粒，形成软团聚和硬团聚。因此在二氧化钛最终应用时，提高分散性是非常必要的。 分散度的定义分散度：固体颗粒在分散到液体中可分散的程度。“Characterization of dispersibility of solid particulate objects into a liquid”引自ISO 18748  分散度Dr测量方法将已知理论粒径（dtheo）的粉末样品制备成悬浮液。1利用Turbiscan（SMLS测试技术）直接测量TiO2悬浮液的粒径（dmeasured）。Dr越接近0，分散度越差；Dr越接近1，分散度越好。 结果与讨论下图展示了二氧化钛悬浮液在4种分散方式的分散度Dr，分别为Vortex机械搅拌，USbath超声波水浴，ultraturrax均质机，USprobe超声波破碎。10%体积浓度的TiO2悬浮液，在25℃下分散30分钟。从上图可见，USprobe超声波破碎的分散度优，而机械搅拌的分散度差。由于本实验中未加入分散剂，所以分散度都没有达到1，可以加入分散剂进一步提高分散度。  结论影响纳米二氧化钛分散性能的因素很多，本文只是阐述了分散设备对分散性能的影响。在做关于纳米二氧化钛分散实验及研究时注意以下几点可对纳米二氧化钛分散起到很好的作用：1.根据分散技术及应用领域的不同，应在反应过程中中加入特定的表面活性剂作为分散剂使用，不仅使用方便价廉，且效果较好。常见的分散剂有PEG（聚乙二醇）、PMAA（聚甲基丙烯酸）、MN（复合型高分子聚电解质分散剂）等。2.分散设备对二氧化钛的分散效果有着直接的影响。3.分散剂浓度及溶液的pH值对二氧化钛的分散效果也有着直接的影响