磁性ナノ粒子の分散安定性を向上させる方法とメカニズム

の磁気特性 磁性ナノ粒子 モバイルポジショニングのためにそれらを簡単に強化したり、分離したり、方向を調整したりできるようにします. この特性により、磁性ナノ粒子は生物学的な分離および精製技術で広く使用されています。. しかし, 磁性ナノ粒子は比表面積が大きく表面エネルギーが高いため、非常に凝集しやすくなります。, したがって、アプリケーションに影響を与える.

私. 磁性ナノ粒子の分散安定性を向上させる方法とメカニズム

磁性ナノ粒子の分散には2つの方法があります, 物理的分散法と化学的分散法.

1. 物理的分散方法: 機械撹拌分散, 超音波分散と衝撃流分散.

機械的分散: 強力な機械的撹拌を使用して液体の流れに強い乱流を引き起こし、粒子を媒体中に分散させることを指します。, 主に分散系に加えられる機械的な力によって, これにより、系内の物質の物理的および化学的特性の変化、および分散の目的を達成するための一連の付随する化学反応が引き起こされます。. 機械撹拌分散には主にボールミル分散があります。, サンドミリング分散, 機械式高速撹拌分散.

超音波: ナノ粒子を分散させる効果的な方法です。. それは、超音波の作用下で, 液体中のマイクロバブルは急速に核生成します, 成長し、振動する. 音圧が十分に大きい場合, 泡が激しく崩れる. 泡が崩れるとき, 高速のマイクロジェットと衝撃波を生成します。. 同時に, 非常に短い時間で, 気泡の周りの小さな空間に, 最大5000K以上の高温と最大100MPaの高圧を生成します。. これらは、物質が化学的および物理的変化を受ける特殊な環境を構成します。. 環境. この効果が固体表面で発生する場合, 粒子の周りの液体による強力な混合効果, 熱伝導と物質移動プロセスを促進し、固体空間内の物質の拡散も促進します。. このエフェクトを使用する, ナノ粒子間の相互作用エネルギーは大幅に弱まる可能性がある, したがって、ナノ粒子の凝集を効果的に防止し、ナノ粒子を完全に分散させることができます。.

衝撃流の分散: 高速相衝突の軸に沿った 2 つの流体の流れを指します。. 粉砕・分散工程におけるジェット衝突プロセスは2つの重要な役割を果たします: 初め, 衝突のフェーズと粒子の間, 衝撃圧力と粒子の断片化によるせん断によって生じる相互摩耗; 2番, 流れの相の相の連続相の衝突, つまり, ジェットが互いに衝突して、強力な半径方向および軸方向の乱流速度成分を生成します。, したがって、インピンジメントゾーンで良好な混合が生成されます。.

2. 化学的分散方法: 主に表面改質と分散剤の添加が含まれます。.

表面改質: 粒子の表面を有機物や無機物の層で覆うことにより、粒子の表面性質を変化させ、粒子の分散安定性を向上させることができます。. 表面コーティング改質には主に以下の種類があります: 降水量の調整, 不均一凝集法と表面グラフト改質法. 沈殿修飾は、ナノ粒子を無機コーティングで修飾する方法です, 化学反応を使用し、その生成物を改質粉末の表面に堆積させ、カプセル化された改質層の非常に薄い層を形成します。, したがって、ナノ粒子の活性が低下し、分散性が向上します。. 不均一凝集は、政府が帯電した粒子の静電引力を利用して中性の凝集体を形成し、それらをカプセル化層に堆積させます。. 表面グラフト修飾とは、化学吸着または化学反応によってナノ粒子の表面を有機官能基で覆うことです。, ナノ粒子の分散性を向上させるため. ナノ粒子の表面グラフト化後, どのような溶媒でも長期の分散安定性は良好ではありません。, グラフト化に関与するポリマーは、安定した分散を達成するために対応する溶媒と適合性がなければなりません。.

分散剤の添加: 磁性ナノ粒子を調製または使用する場合, いくつかの分散安定剤, 界面活性剤などの, 追加できます. これらの安定剤は粒子の表面に吸着し、粒子の凝集を防ぐことができます。. 一般的に使用される分散剤は無機電解質です, ポリマー, および高分子高分子電解質. 無機電解質は主に極性表面粒子を水に分散させるために使用されます。. 無機電解質は粒子の表面電位の絶対値を増加させ、粒子間の二重電気層の静電反発力を向上させることができます。, ヘキサメタリン酸ナトリウムなど. 高分子量のポリマーが粒子表面に吸着, 長いポリマー鎖が媒体中に伸びます。, 空間部位抵抗効果により粒子の分散安定性を向上させます。. 高分子吸着層が厚いほど分散系の安定性が高まる. 選択したポリマーについて, ネマチックポリマー活性物質が完全に展開されてより厚い吸着層が得られるように、水は良好な溶媒である必要があります。. 高分子高分子電解質が粒子表面に吸着した場合, 特定のPH値の下で解離し、電荷を運びます。, これにより、粒子表面の電荷が増加し、粒子表面の静電反発エネルギーが向上します。, そして同時に, ポリマー鎖は空間部位抵抗にも役割を果たす可能性がある, ポリアクリルアミドなど. しかし, 高分子高分子電解質を分散剤として使用する場合, 粒子表面の高分子電解質が飽和吸着に達するように、高分子電解質の解離度が最大になるようにPH値を調整することに注意する必要があります。, 二重層の反発力を高める.

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