通過離子電荷滴定控制碳納米管的功能化效率
瀏覽次數:1637 發(fā)布日期:2020-5-15
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圖1:碳納米管
介紹
許多微粒系統(tǒng)取決于顆粒懸浮體系的穩(wěn)定性和再分散能力,而它的PH范圍不能太過局限。一種達到穩(wěn)定性的方法為通過適當的離子端基修飾改變它的界面。越高的離子電荷密度,單個顆粒間的排斥力就越高,從而可以克服范德華吸引力。離子排斥可以通過靜電學的顆粒界面電勢(PIP)和總的離子表面電勢表征。PH穩(wěn)定范圍和總離子電勢,都可以通過StabinoR電位滴定輕松控制。
圖2
Stabino II ®實驗
滴定在一個10ml的水性分散體系進行。進行滴定的濃度范圍從0.001%到10%v/v,而對于單個電位測試濃度可以高至50%v/v。振蕩活塞產生流動電勢SP,同時將滴定液混合到樣品中,并避免懸浮體系的沉降。滴定的速度通過最短時間內充分的混合而得到了優(yōu)化。
結果
首先,在0.15%w/vCNT分散液中進行PH-電位滴定來測量等電點(IEP,如圖3)。通過Microtrac 激光粒度儀S3500測試得到CNT分散液中顆粒的粒度D50為20μm,。未經處理的CNT(紫色線)的等電點的PH值為4.3,而經過表面改性的CNT(藍色和黃色)的等電點的PH則小于2。根據結果圖3,經過處理后PH穩(wěn)定范圍可以擴寬到2以上。
在Stabino II ®中,離子電荷密度還可以通過聚電解質滴定至達到零電位點來確定。因為CNT表面自然帶負電,因此滴定通過添加陽離子聚合物來操作。1N的陽離子聚電解質(PD)帶有1eq的電子電荷。假設電荷補償是1:1,那么聚電解質(PD)的消耗量就可以測量每克樣品總的電荷。
以上的圖形中已經做了解釋。如結果圖4顯示,很明顯改性非常成功,表面很大程度地功能化了。
結論
通常來說,滴定顯示了樣品對其環(huán)境的變化是怎樣反應的。這比僅僅在樣品所給狀態(tài)下測試zeta 電位能提供更豐富的信息。另外,總的電荷反應了電荷密度。
Stabino II ®設計可用于高效的顆粒電荷和PH-電位滴定,而無需樣品參數。測試速度極快,一小時內可完成至少五次滴定測試。此方法被應用于許多膠體和顆粒體系,范圍從0.3nm到300μm,樣品類型包括 ZnO,CNTs,SiO2,Al2O3,蛋白等等。
通過使用stabino II,可實現快速便捷的顆粒的電位滴定測試。在分散體系中,同性帶電離子的靜電排斥作用是分散體避免凝聚保持穩(wěn)定的主要原因,故帶電粒子界面的表征是必不可少的。當顆粒離子化后,總電荷和電荷密度是需要知道的重要參數。電荷測量是通過建立動電信號來完成的。
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