Какие методы могут помочь в модификации поверхности ультрадисперсных порошков?

Ультратонкий порошок, также известный как нанопорошок, относится к типу порошка, размер частиц которого находится в нанометровом диапазоне (1 ~ 100 нм). Ультратонкий порошок обычно можно получить путем шарового измельчения, механического дробления, распыления, взрыва, химического осаждения и других методов.

Нанопорошки привлекли внимание людей благодаря своим особым свойствам с точки зрения магнетизма, катализа, светопоглощения, термостойкости и температуры плавления из-за их объемного эффекта и поверхностного эффекта. Однако из-за небольшого размера и высокой поверхностной энергии наночастицы имеют тенденцию к самопроизвольной агломерации. Существование агломерации повлияет на характеристики нанопорошковых материалов. Чтобы улучшить дисперсность и стабильность порошка и расширить область применения материала, необходимо модифицировать поверхность порошка.

Существует множество методов модификации поверхности, которые обычно можно разделить на: модификацию поверхностного покрытия, химическую модификацию поверхности, механохимическую модификацию, модификацию капсулы, высокоэнергетическую модификацию и модификацию реакции осаждения.

Модификация покрытия поверхности

Модификация поверхностного покрытия означает отсутствие химической реакции между модификатором поверхности и поверхностью частицы. Покрытие и частицы соединяются физическими методами или силами Ван-дер-Ваальса. Этот метод подходит для модификации поверхности практически всех типов неорганических частиц. В этом методе в основном используются неорганические соединения или органические соединения для покрытия поверхности частиц, чтобы ослабить агломерацию частиц. Более того, стерическое отталкивание, создаваемое покрытием, очень затрудняет воссоединение частиц. Модификаторы, используемые для модификации покрытий, включают поверхностно-активные вещества, гипердиспергаторы, неорганические вещества и др.

Применяемые порошки: каолин, графит, слюда, гидротальцит, вермикулит, ректорит, оксиды металлов и слоистые силикаты и др.

Химическая модификация поверхности

Химическая модификация поверхности использует адсорбцию или химическую реакцию функциональных групп органических молекул на поверхности неорганического порошка для модификации поверхности частиц. Помимо модификации поверхностных функциональных групп, этот метод также включает модификацию поверхности с использованием свободнорадикальной реакции, реакции хелатирования, адсорбции золя и т. д.

Применимые порошки: кварцевый песок, кремнеземный порошок, карбонат кальция, каолин, тальк, бентонит, барит, волластонит, слюда, диатомит, брусит, сульфат бария, доломит, диоксид титана, гидроксид алюминия, различные порошки, такие как гидроксид магния и оксид алюминия.

Механохимическая модификация

Механохимическая модификация означает изменение структуры минеральной решетки, кристаллической формы и т. д. с помощью механических методов, таких как дробление, измельчение и трение. Энергия в системе увеличивается и температура повышается, что способствует растворению частиц, термическому разложению и свободной генерации. Метод модификации, в котором радикалы или ионы используются для усиления поверхностной активности минералов и стимулирования реакции или присоединения минералов и других веществ для достижения цели модификации поверхности.

Применяемые порошки: каолин, тальк, слюда, волластонит, диоксид титана и другие виды порошков.

Модификация капсулы

Капсульная модификация – это метод модификации поверхности, при котором поверхность частиц порошка покрывается однородной пленкой определенной толщины.

Метод высокоэнергетической модификации

Метод высокоэнергетической модификации — это метод, который использует плазменную или радиационную обработку для инициирования реакции полимеризации для достижения модификации.

Модификация реакции осаждения

Метод реакции осаждения заключается в добавлении осадителя в раствор, содержащий частицы порошка, или в добавлении вещества, которое может инициировать образование осадителя в реакционной системе, так что модифицированные ионы подвергаются реакции осаждения и осаждаются на поверхности частиц. , тем самым покрывая частицы. Методы осаждения можно в основном разделить на методы прямого осаждения, методы равномерного осаждения, методы неравномерного зародышеобразования, методы совместного осаждения, методы гидролиза и т. д.

Применяемые порошки: диоксид титана, перламутровая слюда, оксид алюминия и другие неорганические пигменты.