微/纳米颗粒表面能测定方法适用性研究

摘要：

采用静态液滴法、柱毛细法、板毛细法3种方法,分别测定了水、正己烷、甲酰胺、二碘甲烷4种液体与TiO2(40 nm)、TiO2(100 nm)、Al2O3(200 nm)、高岭土(200～ 400nm)、Fe2O3(400～ 600 nm)、SiO2(20 μm)6种粒径微/纳米颗粒之间的接触角,确定了适用于不同颗粒粒径的接触角测定方法.在此基础之上,利用Young-Dupré方程计算了各微/纳米颗粒的表面能及各分项.结果表明:粒径较小的颗粒(如＜200 nm)接触角的测定适合使用静态液滴法,而粒径较大的颗粒(如＞600 nm)接触角的测定适合使用柱毛细法.粒径大小适中时(如200 ～ 600 nm),静态液滴法和柱毛细法都适用,测定结果差别普遍较小(≤11°),但二碘甲烷与Fe2O3 (400～600 nm)之间的接触角利用不同方法测定结果相差可达14°.静态液滴法操作方便,但由于粗糙度的影响需要对接触角测定值进行修正.板毛细法测定接触角时,液体容易挥发,不易得到准确测量结果,不推荐使用.对全部6种测定的微/纳米颗粒,表面能的计算结果相差不大.表面能的3个分项中,范德华分量(γLW)与路易斯碱分量(γ-)的贡献最大,路易斯酸分量(γ+)的贡献很小,主要是因为在微/纳米颗粒-液体界面中,电子受体的反应活性较低.

关键词：微/纳米颗粒、接触角、表面能、适用方法

所属期刊栏目：38

分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金No.51678331Supported by the National Natural Science Foundation of China51678331

在线出版日期：2018-02-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：259-266