纳米粒子团聚的原因

中国粉体网讯  由于纳米粒子所具有的特殊的表面结构 , 所以在粒子间存在着有别于常规粒子 ( 颗粒 ) 间的作用能——纳米作用能 ( Fn) 。 定性地讲 ,这种纳米作用能就是纳米粒子的表面因缺少邻近配位的原子 ,具有很高的活性 , 而使纳米粒子彼此团聚的内在属性 ,其物理意义应是单位比表面积纳米粒子具有的吸附力 。它是纳米粒子几个方面吸附的总和 : 纳米粒子间氢键 、 静电作用产生的吸附 ; 纳米粒子间的量子隧道效应 、 电荷转移和界面原子的局部产生的吸附 ; 纳米粒子巨大的比表面产生的吸附 。纳米作用能是纳米粒子易团聚的内在因素 。要得到分散性好 、 粒径小 、 粒径分布窄的纳米粒子 , 必须削弱或减小纳米作用能 。 当采取适当方法对纳米粒子进行分散处理时 ,纳米粒子表面产生溶剂化膜作用能 ( Fs) 、 双电层静电作用能 ( Fr) 、 聚合物吸附层的空间保护作用能 ( Fp)等 。 在一定体系里 ,纳米粒子应是处于这几种作用能 ( 力 )的平衡状态 : 当 Fn> Fs+ Fr+ Fp 时 , 纳米粒子易团聚 ; 当 Fn< Fs+ Fr+ Fp时 ,纳米粒子易分散 。

    要使纳米粒子分散 , 就必须增强纳米粒子间的排斥作用能 : ( 1 ) 强化纳米粒子表面对分散介质的润湿性 , 改变其界面结构 , 提高溶剂化膜的强度和厚度 ,增强溶剂化排斥作用 ; ( 2 )增大纳米粒子表面双电层的电位绝对值 , 增强纳米粒子间的静电排斥作用 ; ( 3 ) 通过高分子分散剂在纳米粒子表面的吸附 ,产生并强化立体保护作用 。