水溶液中纳米二氧化钛分散技术研究进展
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层 而 产 生 的位 阻 效 应 Ｕ， 因水 化 膜 的 存 在 而 产 生 的水 化 膜
能 比 同 固 界 面 上 的 自 由能 低 时 ，才 能 使 这 些 团 聚进
步
作 用 Ｕ等 。 由 以 上 ４种 作 用 构 成 的 总 作 用 能 为 。
Ｕ Ｕ＋ Ｕ＋ｋ 一 般 Ｄ Ｖ 理 论 ，只 考 虑 ｕ和 ｕ。 因 此 ，对 ＝ Ｕ＋ Ｌ 。 Ｌ０ ¨
探讨 影 响纳 米二 氧化 钛分 散 性 的一些 重要 因素 ， 如
能 ３ 由于组成相 同的二氧 化钛 粒子之间总是存在范德华 ］ ０
引 力 ，因此 只 有 当粒 子 间有 足 够 强 的 斥 力 足 以 克 服 范 德 华
力时 ，二 氧 化 钛 分 散 体 系 才 能 稳 定 存 在 。 为 了更 加 充 分 地
唐 楷 ，王 勇 明，王美 玲 ，谢 菠 （ 四川 理工 学 院材料 与化 学工程 学院 ， 四川 自贡 ６ ０） ４００ ３
湿力 ，降低液一 国界面的 自由能 ，提高 二氧化钛 的分 散度。
摘 要 ：主 要从 纳 米二氧 化 钛分 散基 本原 理 入手 ， 要 使 纳 米 粒 子 分 散 ，还 必 须 增 强 纳 米 粒 子 问 的 排 斥 作 用
科 学领 域 研 究 的 热 点 之 一 。颗 粒 超 细化 导 致 功 能 变 化 ，产
氧 化 钛 在 基 料 中 的 均 匀 分 散 。 目前 国 内外 对 于 二 氧 化 钛 分 散 的研 究 主 要 集 中 于 水 溶 液 中的 分 散 “。
生 了块 材 不 具 备 的 表 面 效 应 、小 尺 寸 效 应 、 量 子 效 应 和 宏
独 特 的 性 日 。 因 而 ，其 独 特 的 颜 色 效 应 、光 催 化 作 用 及 紫 ，Ａ ｂ
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
低 表 面 能 。分 散 剂 可 分 为 无机 类 分 散 剂 、 有 机 类 分 散 剂 、 无 机／ 机 复 合 分 散 剂 。 不 同 的分 散 剂有 不 同 的分 散机 理 有
Ｃ ｏａｔｎｇｓ Ｒ ｅｖｉ ｉ ｅｗ
水 溶 液 中纳 米 三 氧 化 钛 分散 技 术 研 究 进 展
Ｒ ｓ ａｃ ｒｃ Ｓ ａ ｏＴ０２Ｄ Ｓ 器ｏ ｅ ｈ ｏＯ Ｙ ｅ ｅ ｒｈＰ ｏ ｅ Ｓｉ Ｎ ｎ － ｉ ｉｐ ｒ ｉｎＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｏ
Ｖ ａ ｅｒＳｏｌ ｔ Ｖ ｔ Ｕｉ Ｏ
应具 有表 面活性剂的性质 ，促使 二氧化钛能在有机物及水
相 中 呈高 分 散 状 态 ，以 实现 更 广 泛 的 应 用 。如 使 用 改 性 纳 米 二 氧 化 钛 的 水 性 封 护 剂 的 技 术 关 键 就 是 解 决 纳 米 二
０ 引 言
纳米 二氧化 钛 粉体 的研 制是 ２ 世 纪８ 年 代 后期材 料 Ｏ ０
分 散 。 因此 ，需 要 加 入 一 些极 较 大 的 分 散 介 质 来 增 加 润 Ｉ 生
基金 项 目 ：四川 理工 学院 大 学生 创新 基金
于 聚 合 型 表 面 活 性 剂 就 不 能 用 ＤＶ 理 论 解 释 ， 需 用 Ｅ Ｌ０ Ｌ０ 而 Ｄ Ｖ
雾
Ｃｏ ｉ ａｔ
Ｒｏ ｉ ｖ ｅｗ
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 粒极 易 团 聚 ，易 于 形 成 二 次 颗 粒 ，形 成 软 团 聚 和硬 团 聚 。 在 二 氧 化 钛 最 终 应 用 时 ，只 有 液 一 界 面 上 的 自 由 固
胡 杰 等 “ 发 现 在 纳 米 二氧 化 钛 的 水 分 散 体 系 中 ，主 要 ’ 。 的 作 用 力有 范 德 华 分 子 作 用 Ｕ、 静 电排 斥 作 用 Ｕ 因 吸 附
理 论 （ 展 的 ＤＶ 理 论 ） 释 。 扩 ，粒 子 表 面 带 的 正 电荷 变 少 ，双 电 层 Ｈ
除此之外 ，纳 米二氧 化钛 分散机理还可 以由双 电层理
论 和 表 面化 学特 性 理 论 加 以解 释 。
Ｄ 值 、 电解 质 、阴离 子 表 面活 性 剂 、阳离 子 表 面 Ｈ
活性 剂 、非离 子表 面 活性 剂 、高分 子 表面 活性 剂 等
对纳 米 二氧化 钛分 散性 的影 响 。 后也 对分散 助 剂 最
和分 散 设 备 对 纳 米 二 氧 化钛 分 散 性 影 响 进 行 了 概
述。
着 广 阔 的应 用 前 景 。
分散 剂对 颗粒在悬 浮介质 中的稳定分散 作用主要 有３ 机 种
理 ，即 静 电稳 定 机 制 、空 间位 阻 稳 定 机 制 、 电空 间稳 定 机 制。
但 是 ，由于纳米二氧 化钛颗粒 比表 面积 大、表面能较
高 ，同 时 由 于颗 粒 问 的 范 德 华 引 力和 库 仑 力 的 共 同 作 用 ，
观 量 子 隧 道 效 应 ，从 而 在 磁 性 、光 学 、 电学 等 方 面 表 现 出
１ 纳 米 二 氧 化 钛 分 散 的 基 本 理 论 原 理
对 固体 纳 米颗 粒 的分 散 包 括 润 湿 、分 散和 分 散 稳 定 三
个 阶 段 。 加 入 分 散 剂 的 主要 目的 是 润 湿 纳 米 颗 粒 表 面 ，降
利 用 纳 米 二 氧 化 钛 的 优 良特 性 ，就 需 要 找 到 合 适 的分 散 剂 ，对 纳 米 二氧 化 钛 微 粒 进 行 改 性 ， 即在 颗 粒 表 面 包 覆 一 层 无 机 物 或 有 机膜 ，使 已 经 团聚 的粒 子 重 新 分 散 ，这 层 膜
关键 词 ： 米 二氧化 钛 ；分散 ｉ表 面活 性 剂 ；助 剂 纳
能 比 同 固 界 面 上 的 自 由能 低 时 ，才 能 使 这 些 团 聚进
步
作 用 Ｕ等 。 由 以 上 ４种 作 用 构 成 的 总 作 用 能 为 。
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探讨 影 响纳 米二 氧化 钛分 散 性 的一些 重要 因素 ， 如
能 ３ 由于组成相 同的二氧 化钛 粒子之间总是存在范德华 ］ ０
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力时 ，二 氧 化 钛 分 散 体 系 才 能 稳 定 存 在 。 为 了更 加 充 分 地
唐 楷 ，王 勇 明，王美 玲 ，谢 菠 （ 四川 理工 学 院材料 与化 学工程 学院 ， 四川 自贡 ６ ０） ４００ ３
湿力 ，降低液一 国界面的 自由能 ，提高 二氧化钛 的分 散度。
摘 要 ：主 要从 纳 米二氧 化 钛分 散基 本原 理 入手 ， 要 使 纳 米 粒 子 分 散 ，还 必 须 增 强 纳 米 粒 子 问 的 排 斥 作 用
科 学领 域 研 究 的 热 点 之 一 。颗 粒 超 细化 导 致 功 能 变 化 ，产
氧 化 钛 在 基 料 中 的 均 匀 分 散 。 目前 国 内外 对 于 二 氧 化 钛 分 散 的研 究 主 要 集 中 于 水 溶 液 中的 分 散 “。
生 了块 材 不 具 备 的 表 面 效 应 、小 尺 寸 效 应 、 量 子 效 应 和 宏
独 特 的 性 日 。 因 而 ，其 独 特 的 颜 色 效 应 、光 催 化 作 用 及 紫 ，Ａ ｂ
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化 妆 品 、废 水处 理 药 剂 、 杀 菌 、文 物 保 护 处 理 剂 等 方 面 有
低 表 面 能 。分 散 剂 可 分 为 无机 类 分 散 剂 、 有 机 类 分 散 剂 、 无 机／ 机 复 合 分 散 剂 。 不 同 的分 散 剂有 不 同 的分 散机 理 有
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水 溶 液 中纳 米 三 氧 化 钛 分散 技 术 研 究 进 展
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应具 有表 面活性剂的性质 ，促使 二氧化钛能在有机物及水
相 中 呈高 分 散 状 态 ，以 实现 更 广 泛 的 应 用 。如 使 用 改 性 纳 米 二 氧 化 钛 的 水 性 封 护 剂 的 技 术 关 键 就 是 解 决 纳 米 二
０ 引 言
纳米 二氧化 钛 粉体 的研 制是 ２ 世 纪８ 年 代 后期材 料 Ｏ ０
分 散 。 因此 ，需 要 加 入 一 些极 较 大 的 分 散 介 质 来 增 加 润 Ｉ 生
基金 项 目 ：四川 理工 学院 大 学生 创新 基金
于 聚 合 型 表 面 活 性 剂 就 不 能 用 ＤＶ 理 论 解 释 ， 需 用 Ｅ Ｌ０ Ｌ０ 而 Ｄ Ｖ
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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 粒极 易 团 聚 ，易 于 形 成 二 次 颗 粒 ，形 成 软 团 聚 和硬 团 聚 。 在 二 氧 化 钛 最 终 应 用 时 ，只 有 液 一 界 面 上 的 自 由 固
胡 杰 等 “ 发 现 在 纳 米 二氧 化 钛 的 水 分 散 体 系 中 ，主 要 ’ 。 的 作 用 力有 范 德 华 分 子 作 用 Ｕ、 静 电排 斥 作 用 Ｕ 因 吸 附
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除此之外 ，纳 米二氧 化钛 分散机理还可 以由双 电层理
论 和 表 面化 学特 性 理 论 加 以解 释 。
Ｄ 值 、 电解 质 、阴离 子 表 面活 性 剂 、阳离 子 表 面 Ｈ
活性 剂 、非离 子表 面 活性 剂 、高分 子 表面 活性 剂 等
对纳 米 二氧化 钛分 散性 的影 响 。 后也 对分散 助 剂 最
和分 散 设 备 对 纳 米 二 氧 化钛 分 散 性 影 响 进 行 了 概
述。
着 广 阔 的应 用 前 景 。
分散 剂对 颗粒在悬 浮介质 中的稳定分散 作用主要 有３ 机 种
理 ，即 静 电稳 定 机 制 、空 间位 阻 稳 定 机 制 、 电空 间稳 定 机 制。
但 是 ，由于纳米二氧 化钛颗粒 比表 面积 大、表面能较
高 ，同 时 由 于颗 粒 问 的 范 德 华 引 力和 库 仑 力 的 共 同 作 用 ，
观 量 子 隧 道 效 应 ，从 而 在 磁 性 、光 学 、 电学 等 方 面 表 现 出
１ 纳 米 二 氧 化 钛 分 散 的 基 本 理 论 原 理
对 固体 纳 米颗 粒 的分 散 包 括 润 湿 、分 散和 分 散 稳 定 三
个 阶 段 。 加 入 分 散 剂 的 主要 目的 是 润 湿 纳 米 颗 粒 表 面 ，降
利 用 纳 米 二 氧 化 钛 的 优 良特 性 ，就 需 要 找 到 合 适 的分 散 剂 ，对 纳 米 二氧 化 钛 微 粒 进 行 改 性 ， 即在 颗 粒 表 面 包 覆 一 层 无 机 物 或 有 机膜 ，使 已 经 团聚 的粒 子 重 新 分 散 ，这 层 膜
关键 词 ： 米 二氧化 钛 ；分散 ｉ表 面活 性 剂 ；助 剂 纳