懸浮液中膠體顆粒團(tuán)聚過程研究.pdf

1、納米材料作為21世紀(jì)最有前途的材料，引起了科學(xué)界及工業(yè)界的廣泛興趣，但由于納米顆粒的尺寸極小，表面活性高，使得它極易團(tuán)聚，所以在制備納米顆粒時，對其團(tuán)聚動力學(xué)過程的研究有極其重要的意義。目前，主要用來對團(tuán)聚動力學(xué)過程進(jìn)行研究的方法為動態(tài)光散射法，但傳統(tǒng)的動態(tài)光散射法以單散射理論為基礎(chǔ)，僅適用于稀溶液，而對于濃懸浮液，復(fù)散射光占主導(dǎo)地位，單散射理論不再適用。本論文組建了一種低相干光纖動態(tài)光散射實驗裝置系統(tǒng)，無需稀釋即可對濃懸浮液中膠體粒子

2、的團(tuán)聚動力學(xué)過程進(jìn)行測量。
　　 采用低相干光纖動態(tài)光散射法測量了體積濃度為10％的不同粒徑大小的聚苯乙烯懸浮液中背散射回的散射光能譜隨散射光程的變化。將測量得到的背散射光能譜的線寬與相應(yīng)的理論計算結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn)，在短光程區(qū)域，考慮容器壁附近拖曳效應(yīng)的影響后，對于不同粒徑的顆粒，光程為約5倍粒子平均自由程的區(qū)域可看成為單散射區(qū)域。對于光程大于225μm的區(qū)域可看成為擴(kuò)散光波區(qū)域。表明低相干光纖動態(tài)光散射法可實現(xiàn)高散射媒質(zhì)中從單散

3、射區(qū)域到低次散射到擴(kuò)散區(qū)域的全光程的可分割散射光能譜測量。從而確定不同入射深度所對應(yīng)的光散射區(qū)域。
　　 采用低相干光纖動態(tài)光散射技術(shù)對濃懸浮液中膠體顆粒的團(tuán)聚過程進(jìn)行了研究。在確定的單散射區(qū)域，通過測量顆粒在團(tuán)聚過程中團(tuán)聚體流體動力學(xué)半徑大小的變化來考慮其團(tuán)聚性質(zhì)。結(jié)果表明，膠體粒子的團(tuán)聚過程與電解質(zhì)濃度及粒子的濃度有關(guān)。在固定的粒子濃度下，加入不同濃度電解質(zhì)，團(tuán)聚體大小隨時間的變化呈指數(shù)增長，符合慢速團(tuán)聚的特征，而且其團(tuán)聚速