硅烷偶联剂KH570对纳米SiO_2的表面改性及其分散稳定性(4)

·1598·化 工 进 展 2009年第28卷

20

15数目/%

10

5

1 10 100 1000 10000

d/nm （a）按数目统计粒径分布

2.4 Zeta电位分析

与水亲和力差的难溶性纳米SiO2粉体高度分散在水溶液中形成SiO2溶胶，在纳米SiO2粒子与水接触的界面上，由于发生电离、粒子吸附等作用，使纳米SiO2的表面带电，固、液两相分别带有不同的电荷，在纳米SiO2与水相对运动的界面到溶液内部形成的电位差叫做电动电位。电动电位决定着胶体溶液中纳米SiO2在电场中的运动情况[9]。Zeta电位反映了电动电位的大小，改性前后纳米SiO2的Zeta电位分布如图5所示。

20

15

体积/%

10

5

强度 －200

1 10 100 1000 10000

d/nm

（b）按体积统计粒径分布

－100

Zeta电位/mV

100 200

（a）改性前SiO2溶胶的Zeta电位分布

图3 改性前纳米SiO2团聚体粒径分布图

20

数目/%

10

5

强度 －200

1 10 100 1000 10000

d/nm （a）按数目统计粒径分布

15

－100

Zeta电位/mV

100 200

（b）KH570改性后SiO2溶胶的Zeta电位分布

图5 改性前后SiO2溶胶的Zeta电位分布

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对比图5（a）、5（b）可知，改性前SiO2溶胶

KH570改性后为40.8 mV，的Zeta电位为24.2 mV，

Zeta电位明显增大。根据胶体的电化学性质，溶胶粒子的静电斥力作用可以减小它们之间相互碰撞的频率，使聚结的机会大大降低，从而提高相对稳定

Zeta电位反映了纳米SiO2颗粒在溶胶中吸附带性。

电量的大小，可知KH570改性后纳米SiO2在溶胶中的带电量较改性前大大提高，则纳米SiO2粒子间的静电斥力作用会随其带电量的增大而增大，从而其分散稳定性会显著提高。结合图1的形貌观察分析推断，改性后纳米SiO2颗粒的分散性提高很大程

15

体积/%

10

5

1 10 100 1000 10000

d/nm

（d）按体积统计粒径分布

图4 KH570改性后纳米SiO2团聚体

粒径分布图

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