纳米微粒在镀液中的分散与稳定.pdfVIP

维普资讯 纳米微粒在镀液 中的分散与稳定 亓新华。。王红娟 (1．河南科技学院化工系，河南 新乡453003；2．华南理工大学化工系，广东 广州510640) [摘 要] 分析了各种分散剂、搅拌方式及pH值等对纳米微粒悬浮体系分散稳定性的影响，介 绍了悬浮体系分散稳定机理和分散稳定性的研究方法，并对其发展前景进行了展望。 [关键词] 纳米微粒；复合电镀；分散；稳定 [中图分类号]TQ153．2 [文献标识码]A [文章编号]1001—1560(2006)0l一0031—05 0 引 言 1．1 选择合适的分散剂 纳米微粒具有很多独特的物理及化学性能，包 纳米颗粒可以通过 自动吸附其他物质分子来 括表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧 降低本身的能量。吸附通常有物理吸附和化学吸 道效应和一些奇异的光、电、磁性质…。 附两种方式。不同的分散剂分子由于各 自所带基 将非水溶性的纳米固体微粒加入到电镀溶液 团不同，对纳米微粒的吸附包覆效果差别很大。有 中，其与主体金属共沉积在基材上，即可得到纳米 的分散剂可以有效地对分散在介质中的粒子起到 复合镀层。该类镀层具有比普通复合镀层更优异 分散稳定的作用，而有的则起到加速沉降的作用。 的性能，可大大提高镀层的工作温度、耐磨性、耐蚀 不同的纳米材料及不同的悬浮液浓度，分散剂所带 性等 J，因此，纳米复合电镀技术已成为近年来 的电荷种类和数 目、分散剂浓度、分子结构、分子量 国内外竞相研究的热点。目前，已制备出具有多种 的大小都会影响粒子的稳定性，同时还受到分散介 不同功能的纳米复合镀层，如高硬度、高耐腐蚀性 质的影响。复合电镀中常用的分散剂主要有表面 能 ’、光催化活性 圳 、自润滑性能 ’加]、良好 电 活性剂、聚电解质、无机盐和配位剂，其中前两种应 接触性能 “，坨J、可焊性 ”和其他功能 等，已有 用更为广泛。因此，如何选择合适的分散剂对保证 部分工艺已应用到生产实践 ¨J 。 纳米颗粒在镀液中的分散均匀与稳定至关重要。 然而，纳米颗粒属于高度分散体系，具有很大 1．1．1 表面活性剂 的比表面积和较高的比表面能，很不稳定。如何使 离子型表面活性剂通过对纳米微粒的吸附包 纳米微粒在混合镀液中较长时间地保持稳定和分 覆，增加了溶胶粒子所带电荷，而根据 DLVO双电 散均匀这一关键技术至今还不很成熟，主要是依靠 层稳定理论，主要是增加粒子间的静电斥力势能， 反复试验和经验来进行选择控制。本研究主要就 而对引力势能影响不大；同时由于表面活性剂具有 这一方面问题作一些探讨，以期为制备分散均匀、 较大的体积，与小分子的电解质相 比，又产生了一 稳定的纳米粒子镀液提供参考。 种新的斥力势能——空间位阻能。对于非离子型 表面活性剂，其作用主要是后者。 1 纳米微粒悬浮液稳定和分散均匀 黄新民等 从阳离子型、阴离子型和非离子 型表面活性剂对TiO纳米微粒在镀液中的分散性 [收稿 日期] 2005—07—27 [基金项 目] 广东省 “十五”规划重大专项项 目(No． 研究表明：表面活性剂的种类不同，镀液中纳米微 2001A3040301)；广州市科技计划项 目 粒的分散性相差很大，同样也显著影响镀层中纳米 (No．2003C33505) 微粒的分散状况。添加非离子型表面活性剂的镀