功能化多壁碳纳米管的抗菌行为研究

分别以十二烷基苯磺酸钠、十八烷基三甲基溴化铵及两者的复配体系为分散剂对多壁碳纳米管进行非共价功能化处理,并考察了它们对多壁碳纳米管的分散能力。TG、FT-IR、UV-Vis吸收光谱和TEM分析结果表明,表面活性剂分子已成功吸附在多壁碳纳米管表面且复配体系对多壁碳纳米管的分散能力高于单一表面活性剂。另外,以金黄色葡萄球菌为实验菌种,通过考察功能化多壁碳纳米管悬浮液处理该菌2h后的光密度生长曲线和平板计数结果可知,复配体系功能化的多壁碳纳米管具有良好的抗菌活性。     

有机纳米凹凸棒土的制备及其表征

为改善纳米凹凸棒土(ATP)表面的疏水亲油性,采用六偏磷酸钠分散、十八烷基三甲基氯化铵对纳米凹凸棒土进行表面改性,制备出有机改性粘土。在超声波震荡和机械搅拌协同作用下,把纳米凹凸棒土均匀预分散在六偏磷酸钠溶液中,然后将分散物加入到十八烷基三甲基氯化铵溶液中反应,得到了六偏磷酸钠/十八烷基三甲基氯化铵改性凹凸棒土。实验结果表明,有机改性后约有4.1%的十八烷基三甲基氯化铵以物理吸附的形式存在于凹凸棒土的表面;有机改性粘土的棒晶束较ATP的分散,且低温时的热稳定性和有机溶剂中的相容性有一定程度的提高。     

纳米TiN粉体在无水乙醇中的分散研究

应用超声、球磨等分散方法,分别以非离子型表面活性剂吐温-80、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500及硅烷偶联剂A-1230为分散剂对纳米TiN粉末在无水乙醇中的分散性能进行了研究。分析了分散剂类型、分散剂用量、体系pH值、超声时间、球磨时间、球磨转速等因素对粉体分散效果的影响。采用分散相的沉降高度和沉降速率表征分散稳定性,试验结果表明硅烷偶联剂A-1230是纳米TiN粉体在无水乙醇中较为理想的分散剂,pH值和分散剂的用量存在一个最佳值,超声分散与球磨分散相结合是合适的分散工艺。当pH值为4、A-1230添加量为粉体质量的23%时,经10min超声处理、4h球磨后所得纳米浆料的分散效果最好,稳定时间可达6个月。对分散后的纳米TiN颗粒进行了TEM、SEM观察,纳米TiN均匀分散在无水乙醇中,颗粒平均粒径在20nm以下,纳米TiN在无水乙醇中的分散遵循空间位阻稳定机制和静电稳定机制。     

纳米银粉在水溶液中的分散及粒径表征

利用直流电弧等离子体蒸发冷凝法制备纳米银粉,采用X射线衍射分析对纳米银粉的结构进行表征,采用纳米激光粒度仪研究不同超声分散工艺与不同离子类型的分散剂聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化氨、十二烷基硫酸钠对纳米银粉在水溶液中分散性能的影响,获得纳米银粉的最佳分散工艺与激光粒径分布,对比研究纳米银粉的激光粒径与透射电镜统计的粒径的差异。结果表明:纳米银颗粒为立方晶系多晶体,颗粒的结晶性良好;以十六烷基三甲基溴化氨为分散剂的效果最理想,最佳超声波功率为600 W;当十六烷基三甲基溴化氨的质量浓度为0.5 g/L时,纳米银颗粒的分散稳定性较好;激光粒径反映的纳米颗粒的动态二次粒径略大于从透射电镜图像统计得到的粒径。     

碳包铜纳米颗粒在乙二醇水溶液中的分散性研究

以阿拉伯树胶为分散剂,以乙二醇水溶液为分散介质,采用球磨分散法制备了用于直接吸收太阳辐射能的碳包铜纳米悬浮液.通过分光光度法和沉降法研究了分散剂含量、球磨时间及球磨转速等因素对碳包铜纳米悬浮液稳定性的影响,并对其分散机理进行了初步探讨.结果表明:阿拉伯树胶能有效地分散碳包铜纳米颗粒,得到均匀、稳定的碳包铜纳米悬浮液.当阿拉伯树胶的质量分数为0.1%、球磨时间为2h、球磨转速为250r/min时,分散效果最佳.阿拉伯树胶对碳包铜纳米颗粒的稳定分散作用主要是通过空间位阻机制来实现的.     

海泡石超疏水复合涂层的制备和性能

在不同条件下在有机化改性的海泡石粉体悬浮液中加入表面活性剂进行偶联改性,然后进行超声、离心脱水、洗涤、干燥和研磨制得粉体,再使用无水乙醇和分散制成涂料,将涂料涂敷于载玻片表面制备出海泡石超疏水涂层。使用OCA 20接触角测试仪测试涂层与水的接触角(CA)和滚动角(SA),使用BRUKER-80v傅里叶红外光谱仪分析改性前后的粉体表面官能团的结构,用ESCALAB 250XI X射线光电子能谱仪分析改性前后粉体表面元素的状态变化,用Nova Nano SEM450扫描电镜和JEM-1230透射电镜观察改性前后的粉体的微观形貌,研究了海泡石超疏水复合涂层的性能。结果表明：当改性剂十六烷基三甲氧基硅烷添加量为0.8 mL、海泡石添加量为1.00 g、在0℃改性3 h时,涂层的接触角为157.2°,滚动角为10.5°。海泡石表面吸附二氧化硅颗粒后,构筑了表面粗糙结构并被十六烷基三甲氧基硅烷长链烷基接枝。涂层对水滴的粘附力随着水滴体积的增大先快速减小然后缓慢减小,涂层对水滴的粘附力较小,有助于水滴在涂层上滚动而使其具有良好的自清洁性能。     

锡掺杂的氧化铟纳米粉体的表面修饰与改性

为了提高锡掺杂的氧化铟纳米粉体在有机单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)中的分散效果,采用球磨、辅助超声等方法,选用PEG4000、KH570、油酸和十八醇等作为分散剂,对纳米粉体进行表面修饰和改性.研究了分散剂种类、添加量及球磨时间对纳米粉体分散稳定性的影响.找出了在MMA单体中分散最好的纳米粉体改性工艺条件:以乙二醇为分散介质、锡掺杂氧化铟纳米粉体摩尔分数为0.1%的KH570和0.016%的一缩二乙二醇为分散剂,球磨10 h,辅助超声30 min,红外干燥.采用高分辨透射电镜(HRTEM)和红外光谱(FT-IR)等对其结构和包裹性能进行了表征,结果显示粉体粒径约为50 nm,表面被无定形分散剂所包裹,颗粒之间无明显团聚现象,分散性好.     

分散剂对石墨水悬浮液分散性能的影响

通过测定分散体系的吸光度,探讨不同浓度的各种分散剂对石墨水悬浮液分散性能的影响,其中添加含有阴离子型、非离子型和高分子表面活性剂的三种复配分散剂(SGDF1、SGDF2、SGDF3)的石墨水悬浮液分散效果较好。进一步研究在复配分散剂存在下,pH值、静置时间对石墨水悬浮液性能的影响。结果表明,当pH值大于7后,石墨水悬浮液的分散能力维持在较高水平,pH值为9时,Zeta电位绝对值最高,吸光度最大,分散体系稳定性最好。添加分散剂的石墨较未添加分散剂的石墨聚集程度明显减弱,分散性能变好。其中添加SGDF3的石墨水悬浮液的石墨的聚集程度最小,分散稳定最佳。     

纳米TiO_2-Ni基镀层的电刷镀沉积行为研究

为了使纳米颗粒均匀地悬浮在镀液中从而获得纳米颗粒均匀分布的复合镀层,研究了不同表面活性剂对纳米TiO2在镀液中的分散行为的影响,采用电刷镀方法制备纳米TiO2-Ni基复合镀层,并运用SEM、EDS和XRD研究了纳米TiO2-Ni基镀层的表面形貌和成分特点。结果表明,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAB)对纳米TiO2颗粒的分散效果最好,沉降时间超过40min;CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层显微硬度比不加表面活性剂的提高50%左右,镀层结合性较好,孔隙率显著降低;CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层均匀细致、晶粒细小,纳米TiO2被生长着的镍晶粒夹持嵌埋,分布于镍基间隙中,镀层由纳米TiO2颗粒和镍基组成。纳米粉末与镍共沉积符合迁移、吸附、嵌埋的过程。     

氟烷基官能化介孔氧化硅纳米颗粒及涂层的制备

以正硅酸乙酯和氟代烷基硅氧烷为硅源,十六烷基三甲基氯化铵为表面活性剂,三乙醇胺为催化剂在弱碱性条件下制备了氟烷基官能化的纳米介孔氧化硅颗粒。并采用动态光散射、FT-IR、SEM、TEM、氮气吸附-脱附以及UV-Vis光谱对产物进行了表征。结果表明:反应在45min后能得到粒径不再变化的30nm左右尺寸均一、高分散、高孔率的氟烷基官能化介孔氧化硅纳米颗粒。纳米颗粒涂层对光学玻璃具有良好的增透性能,是一种性能优良的光学涂层材料。     

改性玄武岩纤维的制备及其挂膜性能

以不同表面活性剂作为分散剂,采用物理涂覆法对玄武岩纤维（BF）进行表面改性处理,得到3种改性玄武岩纤维（MBF）。以FTIR、光学接触角分析仪和SEM分别研究了BF和MBF的表面官能团、亲水性和微观形貌的变化。计算了载体的挂膜率和残余挂膜率,以光学显微镜和扫描电子显微镜观察了BF和MBF的生物膜生长情况,讨论了不同表面处理对BF挂膜性能的影响。结果表明：经表面改性处理后,MBF的表面亲水性和水中分散性得到有效改善,其中经阳离子型表面活性剂（十六烷基三甲基氯化铵,CTAC）改性的玄武岩纤维（MBF-C）具有最佳亲水性和水中分散效果,接触角由133.57°（BF）下降至62.52°（MBF-C）。挂膜实验结果表明,3种表面活性剂对BF的表面改性处理均有助于增加微生物的附着量和提升附着强度,其中改性后的MBF-C挂膜率为256.25%,残余挂膜率为41.28%,具有最优的挂膜效果。     

微米α-氧化铝粉体在水相介质中的分散性研究

针对微米α-氧化铝粉体在水相介质中分散不好的问题,采用单因素法实验研究球磨时间、超声时间对微米α-氧化铝粉体在水相介质中分散性的影响,在此基础上采用正交实验研究分散剂种类、分散剂浓度、悬浮液p H对微米α-氧化铝粉体在水相介质中分散性的影响,用悬浮液的吸光度评价微米α-氧化铝粉体的分散性。结果表明,微米α-氧化铝粉体在水相介质中的最佳分散工艺参数是球磨时间为40 min,超声时间为20 min,分散剂三聚磷酸钠的质量分数为0.5%,悬浮液p H为10。     

表面活性剂结构对纳米CeO2在水中的分散性影响

采用悬浮液体系吸光度法,研究不同结构表面活性剂对纳米CeO2粉体在水中分散性影响。考察了影响分散稳定性的物理分散方式、表面活性剂的结构和浓度等因素。结果表明,超声波分散效率远优于机械搅拌。表面活性剂作为纳米CeO2在水介质中的分散剂,其分散性与表面活性剂结构有重要关系。非离子型表面活性剂效果优于离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂以亲油基团朝向CeO2粒子,且亲油基团链长较长的效果更好;而离子型表面活性剂以亲水基团朝向CeO2粒子,亲水基团小的表面活性剂效果好,亲油基团的链长度影响不太明显。     

碳纳米管在铅锡镀液中的分散性研究

对碳纳米管进行不同时间的球磨,以聚丙烯酸为分散剂、铅锡镀液为分散介质,制备了用于复合镀的碳纳米管铅锡悬浮液.采用分光光度法测定了悬浮液的沉降比,采用摩擦试验法测定了镀层的摩擦因数.研究了分散剂含量、球磨时间对碳纳米管铅锡悬浮液稳定性的影响,并对其分散机理进行了初步探讨.结果表明,聚丙烯酸在铅锡镀液中能有效地分散碳纳米管.当聚丙烯酸的体积分数为0.3%、球磨机转速为300r/min、球磨时间为6h时,悬浮液的沉降比最小,复合镀层的摩擦因数也最小.聚丙烯酸对碳纳米管的稳定分散作用主要是通过电空间稳定机制来实现的.     

不同分散剂中碳纳米管的定向操控技术

利用介电电泳可以实现悬浮液中碳纳米管的定向操控．碳纳米管可以用表面活性剂和有机溶剂进行分散．对比了表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠,黏滞系数为1.312mPa·s）和有机溶剂（二甲基甲酰胺,黏滞系数为0．802mPa·s）,发现表面活性剂悬浮液中碳纳米管的溶解和分散效果好于有机溶剂中的溶解和分散效果,能实现单根分散．根据介电电泳原理,悬浮液中的碳纳米管在外加电场诱导下产生极化从而被驱动;分析了表面活性剂悬浮液和有机溶剂中碳纳米管的定向效果,发现有机溶剂中碳纳米管的定向效果好于表面活性剂悬浮液中的效果,表面活性剂悬浮液的黏滞系数大是阻碍外加电场有效定向操控碳纳米管的原因．     

炭黑分散性质的研究

本文以十二烷基苯磺酸钠、十二醇硫酸钠、乙醇、氯仿、蒸馏水等做分散剂,分析了炭黑分散时间和温度等影响因素,用扫描探针显微镜DFM模式观察炭黑粒子分散情况。实验结果表明观察炭黑单个粒子用蒸馏水做分散剂最好,随着分散时间的增加,分散效果越来越好,3h最佳,当分散4h之后分散效果趋向稳定。烷基分散剂、醇基分散剂、烷基和醇基复配分散剂的炭黑形貌图比较,可知加入烷基和醇基复配分散剂有利于炭黑分散,但是不利于炭黑粒子的观察。     

纳米碳纤维在水性体系中的分散性能及机理讨论

以十二烷基硫酸钠（SDS）、聚丙烯酸（PAA）复合曲拉通（Tx100）、分散助剂DISPERBYK-180（D-180）和十二炕基苯磺酸钠（SDBS）等4种表面活性剂作为分散剂,采用多种表面活性剂超声分散法分散纳米碳纤维（CNFs）．结合紫外／可见分光光度计法、透射电镜（TEM）及场发射扫描电镜（FESEM）观察、Zeta电位法、表面张力测试、静置及离心分离等测试方法,全面地表征了采用不同表面活性剂的CNFs悬浮液的分散状态,探讨了表面活性剂对CNFs在水性体系中分散性的影响．实验结果表明：4种表面活性剂中,SDS对CNFs的分散效果最好,其最佳掺量为1．6g／L：SDBS的分散效果次之,D．180效果再次,而PAA复合Tx100的分散效果最差．     

碳纳米管在环氧树脂乙醇溶液中的分散性研究

采取硝酸-盐酸回流法对碳纳米管进行纯化,以超声振荡为手段,探究了在乙醇溶液中表面活性剂种类、浓度、复配方法及超声振荡时间等因素对碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性能的影响。通过碳纳米管环氧树脂悬浮液的稳定保存时间来观察其分散性能。结果表明,阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分散效果最好。     

纳米SiO_2粉体在水泥液相中的分散性

针对纳米SiO_2存在颗粒团聚现象,借助LS13320激光粒度仪、SEM和TEM测试手段,研究水泥液相中纳米SiO_2粉体的粒度分布及其分散性。通过超声脉冲技术分散纳米SiO_2粉体,并确定最优超声功率;研究表面活性剂添加顺序对水泥液相中纳米SiO_2粒度分布的影响。结果表明:超声脉冲与表面活性剂协同作用为纳米SiO_2最佳分散方式;获得纳米SiO_2最佳粒度分布的实验条件为超声时间5 min、超声功率360 W;在纳米SiO_2加入到水泥液相之后再加入表面活性剂,这种添加顺序更有利于提高纳米SiO_2分散性。     

球磨工艺参数对纳米悬浮液分散效果的流场仿真研究及实验验证

本文基于湿法球磨分散工艺,利用Fluent对纳米CeO2悬浮液的球磨过程进行仿真模拟,提出以球磨罐磨腔内压强作为其分散效果的评价指标,获得球磨转速、填充率以及球料比等工艺参数对磨腔内压强的影响规律。研究表明,球磨机转速在一定范围内变化时,其转速越大,磨球运动愈激烈,磨腔内压强越大;填充率由0变化为1时,磨腔内压强先增大后减小;球料比增大时,磨腔内压强逐渐增大至平稳。同时采用三因素三水平正交试验,通过沉降试验考察球磨工艺参数对纳米CeO2悬浮液分散效果的影响,验证了球磨仿真的正确性。