納米二氧化鈦水分散液

此時納米二氧化鈦的分散性能最差; 粒子表面的負電荷越多 這裡主要分析了pH值、電解質等對納米二氧化鈦分散性的影響。

納米二氧化鈦背景資料
納米二氧化鈦是一種重要的寬禁帶半導體光電轉換材料,它有3種晶型,即金紅石型、銳鈦型和板鈦型結構,其中金紅石型和銳鈦型屬四方晶系,板鈦型屬正交晶系。隨著納米粒子的表面效應、體積效應、量子尺寸效應和巨觀量子隧道效應等特性的發現,納米二氧化鈦的一些新奇性能也被揭示出來。納米Ti02吸收和散射紫外線能力強,使其成為優良的紫外線禁止劑,可用於防曬護膚品、纖維和塗料等領域。納米Ti02的光催化活性高,在污水處理和抗菌等領域具有重要套用價值;納米Ti02還具備光電轉換性能,可作為光電電池材料,在太陽能轉換方面顯示巨大的套用潛力;納米TiO2與鋁粉或雲母珠光顏料拼合使用時所產生的奇特顏色效應,使其成為新一代高檔次的效應顏料,倍受汽車配漆專家的青睞。1993年東京大學教授Fujishima和Honda提出將Ti02光催化劑套用於環境淨化的建議。同時,由於日本實施了淨化空氣的惡臭管理辦法,興起了大氣淨化、除臭、抗菌、防霧和開發無機抗菌劑的熱潮。在這樣的背景,Ti02光催化環境淨化技術作為高新環保技術,其實用化的研究開發受到廣泛重視。
目前納米二氧化鈦的分散問題,也是一個重要的研發課題。如何將納米二氧化鈦分散到水中,能長期放置,不分層不沉澱,這也是一個很難的課題。影響納米二氧化鈦在水中分散穩定性因素很多,主要有粉體製備方法的影響、分散劑的影響、分散方法的影響以及分散設備的影響等等。
據了解,納米二氧化鈦水分散液VK-T31可以長期放置不沉澱不分層,並且能任意比例稀釋,產品表現很好的穩定性。目前該產品在國內外應該算是最好的納米二氧化鈦水分散液。
納米二氧化鈦分散的基本原理
對粉體納米二氧化鈦的分散包括潤濕、分散和分散穩定三個階段。加入分散劑的主要目的是潤濕納米顆粒表面,降低表面能。分散劑可分為無機類、有機類、無機/有機複合分散劑。不同的分散劑有不同的分散機理,分散劑對顆粒在懸浮介質中的穩定分散作用主要有三種機理,即靜電穩定機制、空間位阻穩定機制和電空間穩定機制。納米二氧化鈦粉體的選擇最好是能選擇表面經過親水處理過的,這樣在水中更好分散,市場上面現在賣的水性納米二氧化鈦VK-T25H,杜邦等廠家。
影響納米TIO2 分散性的因素
1/ PH值對納米二氧化鈦分散性的影響
將納米二氧化鈦分散在水中,納米二氧化鈦表面羥基得到質子的能力比水弱,因此納米二氧化鈦表面帶負電。在pH比較小的時候 , 納米二氧化鈦表面形成Ti —OH2 , 導致粒子表面帶正電荷。隨著 pH值的增大 , 粒子表面帶的正電荷變少 , 雙電層變薄 , 粒子間的斥力位能減小 , 納米粒子易發生團聚 , 分散性能變差; 當pH值處於中間值時 , 粒子表面形成Ti —OH鍵 , 這時粒子呈電中性 , 此時納米二氧化鈦的分散性能最差; 當pH值處於鹼性的時候 , 粒子表面形成 Ti —O2鍵 , 使粒子表面帶負電荷 , 此時pH值越大 , 粒子表面的負電荷越多 , 雙電層的厚度越厚 , 粒子間的斥力位能越大 , 粒子分散效果越好。
2 .電解質對納米TiO2 分散性的影響
矽酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等電解質屬於典型的靜電穩定機制。其在水中電離產生的部分陰離子依靠范德華力吸附在負電性的納米 TiO2 顆粒表面 , 增強顆粒 Zeta 位 , 形成雙電層結構。研究表明在二氧化鈦的酸性溶液加入極少量的硫酸銨後 , 硫酸根離子中和二氧化鈦界面的正電荷 , 使斥力位能減小 , 導致顆粒聚集 , 起不到分散的作用,隨著硫酸銨的增加二氧化鈦吸附硫酸根離子形成雙電層 , 使斥力位能增加 , 實現納米微粒分散的目的。
影響納米 TiO2 分散的因素有很多 , 這裡主要分析了pH值、電解質等對納米二氧化鈦分散性的影響。
納米二氧化鈦水分散液套用領域
納米二氧化鈦水分散液主要是套用於水性體系,主要的套用領域有:
  • 水性塗料,環保水性塗料,水性油漆。

  • 2.紡織漿料
    納米鈦白粉(VK-T25F)用在紡織漿料裡面,通過與澱粉的完美結合,提高紗線的綜合織造性能,減少PVA的用量,煮漿時間短,降低了漿料成本,提高漿紗效益,也解決了PVA漿料不易退漿、環境污染等諸多問題。納米鈦白粉(VK-T25F)在紗線里主要是替代PVA,起到貼順毛羽,填補缺口,減少經紗斷頭,潤滑的作用。
    3.污水處理
    4.空氣淨化
    5.抗菌材料
    6.航天航空領域

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