Methoden und Mechanismen zur Verbesserung der Dispersionsstabilität magnetischer Nanopartikel

Die magnetischen Eigenschaften von magnetische Nanopartikel Machen Sie sie einfach anzureichern und zu trennen oder für die mobile Positionierung auszurichten. Aufgrund dieser Eigenschaft werden magnetische Nanopartikel häufig in biologischen Trenn- und Reinigungstechniken eingesetzt. Jedoch, Die große spezifische Oberfläche und die hohe Oberflächenenergie magnetischer Nanopartikel machen sie sehr anfällig für Aggregation, Dies wirkt sich auf ihre Anwendung aus.

ICH. Methoden und Mechanismen zur Verbesserung der Dispersionsstabilität magnetischer Nanopartikel

Es gibt zwei Methoden zur Dispersion magnetischer Nanopartikel, physikalische Dispersionsmethoden und chemische Dispersionsmethoden.

1. Physikalische Dispersionsmethoden: Mechanische Rührdispersion, Ultraschalldispersion und Prallstrahldispersion.

Mechanische Dispersion: Dabei handelt es sich um die Verwendung starken mechanischen Rührens, um starke Turbulenzen im Flüssigkeitsstrom zu erzeugen und die Partikel im Medium zu dispergieren, hauptsächlich durch die mechanische Kraft, die auf das Dispersionssystem ausgeübt wird, Dies führt zu Veränderungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften der Substanzen im System sowie zu einer Reihe begleitender chemischer Reaktionen, um den Zweck der Dispersion zu erreichen. Die mechanische Rührdispersion umfasst hauptsächlich die Kugelmahldispersion, Sandmahldispersion, und mechanische Hochgeschwindigkeitsrührdispersion.

Ultraschall: Es handelt sich um eine wirksame Methode zur Dispergierung von Nanopartikeln. Es bedeutet, dass es unter der Einwirkung von Ultraschallwellen steht, Die Mikrobläschen in der Flüssigkeit bilden schnell Keime, wachsen und vibrieren. Wenn der Schalldruck groß genug ist, Die Blasen werden gewaltsam platzen. Wenn die Blasen platzen, Sie werden Hochgeschwindigkeits-Mikrostrahlen und Stoßwellen erzeugen. Gleichzeitig, in sehr kurzer Zeit, in dem winzigen Raum um die Luftblasen herum, Sie erzeugen hohe Temperaturen von bis zu über 5000 K und hohe Drücke von bis zu 100 MPa. Dabei handelt es sich um eine besondere Umgebung, in der die Stoffe chemischen und physikalischen Veränderungen unterliegen. Umfeld. Wenn dieser Effekt auf einer festen Oberfläche auftritt, Aufgrund der Flüssigkeit um die Partikel herum entsteht ein starker Mischeffekt, Es beschleunigt den Wärmeleitungs- und Stoffübertragungsprozess und fördert sogar die Diffusion von Stoffen im Feststoffraum. Diesen Effekt nutzen, Die Wechselwirkungsenergie zwischen Nanopartikeln kann erheblich abgeschwächt werden, Dadurch wird die Agglomeration der Nanopartikel effektiv verhindert und eine vollständige Verteilung ermöglicht.

Ausbreitung des Prallstroms: Es bezieht sich auf die beiden Flüssigkeitsströme entlang der Achse der Hochgeschwindigkeitsphasenkollision. Der Strahlaufprallprozess spielt beim Zerkleinerungs- und Dispergierprozess zwei wichtige Rollen: Erste, zwischen Phasen und Teilchen der Kollision, gegenseitiger Abrieb durch Aufpralldruck und Scherung durch die Fragmentierung von Partikeln; Zweite, die Kollision der kontinuierlichen Phase der Phase der Phase des Flusses, d.h., Die Strahlen treffen aufeinander und erzeugen eine starke radiale und axiale Turbulenzgeschwindigkeitskomponente, Dadurch entsteht eine gute Durchmischung in der Aufprallzone.

2. Chemische Dispersionsmethoden: Hierzu zählen vor allem die Oberflächenmodifikation und die Zugabe von Dispergiermitteln.

Oberflächenmodifikation: Eine Schicht aus organischen oder anorganischen Substanzen, die auf die Oberfläche von Partikeln aufgetragen wird, kann die Oberflächeneigenschaften von Partikeln verändern und so die Dispersionsstabilität von Partikeln verbessern. Die Modifizierung von Oberflächenbeschichtungen umfasst hauptsächlich die folgenden Arten: Niederschlagsmodifikation, heterogenes Flockungsverfahren und Oberflächenpfropfmodifikationsverfahren. Die Niederschlagsmodifikation ist eine Methode zur Modifizierung von Nanopartikeln mit einer anorganischen Beschichtung, das eine chemische Reaktion nutzt und sein Produkt auf der Oberfläche des modifizierten Pulvers ablagert, um eine sehr dünne Schicht einer eingekapselten modifizierten Schicht zu bilden, Dadurch wird die Aktivität von Nanopartikeln verringert und ihre Dispergierbarkeit verbessert. Bei der heterogenen Flockung wird die elektrostatische Anziehung staatlich geladener Partikel genutzt, um neutrale Aggregate zu bilden und diese in einer eingekapselten Schicht abzulagern. Bei der Oberflächenpfropfungsmodifikation geht es darum, durch Chemisorption oder chemische Reaktion dafür zu sorgen, dass organische funktionelle Gruppen die Oberfläche von Nanopartikeln bedecken, um die Dispergierbarkeit von Nanopartikeln zu verbessern. Nach der Oberflächenveredelung von Nanopartikeln, Sie weisen in keinem Lösungsmittel eine gute Langzeitstabilität der Dispersion auf, und das beim Pfropfen beteiligte Polymer muss mit dem entsprechenden Lösungsmittel kompatibel sein, um eine stabile Dispersion zu erreichen.

Zugabe von Dispergiermitteln: Bei der Herstellung oder Verwendung magnetischer Nanopartikel, einige Dispersionsstabilisatoren, wie Tenside, können hinzugefügt werden. Diese Stabilisatoren können auf der Oberfläche der Partikel adsorbiert werden, um eine Partikelaggregation zu verhindern. Häufig verwendete Dispergiermittel sind anorganische Elektrolyte, Polymere, und Polymerpolyelektrolyte. Anorganische Elektrolyte werden hauptsächlich zur Dispergierung polarer Oberflächenpartikel in Wasser verwendet. Anorganische Elektrolyte können den absoluten Wert des Oberflächenpotentials der Partikel erhöhen und die elektrostatische Abstoßung der elektrischen Doppelschicht zwischen den Partikeln verbessern, wie Natriumhexametaphosphat. Polymere mit hohem Molekulargewicht werden auf der Oberfläche von Partikeln adsorbiert, und seine lange Polymerkette dehnt sich im Medium aus, Dies verbessert die Stabilität der Partikeldispersion durch den räumlichen Widerstandseffekt. Die Stabilität des Dispersionssystems steigt mit der Dicke der Polymeradsorptionsschicht. Für das ausgewählte Polymer, Wasser sollte ein gutes Lösungsmittel sein, damit die nematischen Polymerwirkstoffe vollständig entfaltet werden können, um eine dickere Adsorptionsschicht zu erhalten. Wenn Polymerpolyelektrolyt auf der Partikeloberfläche adsorbiert wird, Unter einem bestimmten pH-Wert dissoziiert es und trägt Ladung, Dadurch wird die Ladung auf der Partikeloberfläche erhöht und die elektrostatische Abstoßungsenergie auf der Partikeloberfläche verbessert, und gleichzeitig, Die Polymerkette kann auch eine Rolle beim räumlichen Standortwiderstand spielen, wie Polyacrylamid. Jedoch, bei Verwendung von Polymerpolyelektrolyt als Dispergiermittel, Es sollte auf die Einstellung des PH-Werts geachtet werden, damit der Dissoziationsgrad des Polyelektrolyten maximal ist und der Polyelektrolyt auf der Partikeloberfläche eine Sättigungsadsorption erreicht, Erhöhung der Doppelschichtabstoßung.

II. Unsere hochdispersiblen Magnetpartikel

Durch die Modifizierung magnetischer Nanopartikel mit unserer einzigartigen Technologie haben wir eine hochdispergierbare hydrophile Magnetflüssigkeit erhalten, das eine gute Dispersionsgleichmäßigkeit aufweist, es bleibt kein Magnetismus übrig, starker Magnetismus, und eine Vielzahl von Partikelgrößen zur Auswahl. Willkommen bei der Beratung und Kommunikation mit uns!

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