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石墨烯表面疏水性能研究-低場(chǎng)核磁共振技術(shù)
點(diǎn)擊次數(shù):910 更新時(shí)間:2022-11-23

石墨烯表面疏水性能研究-低場(chǎng)核磁共振技術(shù)

什么叫親水性和疏水性?

親水性:指帶有極性基團(tuán)的分子,對(duì)水有較大的親和能力,可以吸引水分子,或易溶解于水。這類分子形成的固體材料的表面,易被水所潤濕。具有這種特性都是物質(zhì)的親水性。

疏水性:分子偏向于非極性,并因此較會(huì)溶解在中性和非極性溶液(如有機(jī)溶劑)。疏水性分子在水里通常會(huì)聚成一團(tuán),而水在疏水性溶液的表面時(shí)則會(huì)形成一個(gè)很大的接觸角而成水滴狀。

石墨烯表面疏水性能研究-低場(chǎng)核磁共振技術(shù)

材料表面潤濕過程的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)界面發(fā)生性質(zhì)和能量的變化。當(dāng)水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與固體材料分子間的相互吸引力時(shí),材料被水潤濕,此種材料為親水性的,稱為親水性材料;而水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子間的吸引力時(shí),則材料表面不能被水所潤濕,此種材料是疏水性的(或稱憎水性),稱為疏水性材料。

石墨烯材料獨(dú)牛寺的結(jié)構(gòu)、大的比表面積,使得它擁有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性能,在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值逐漸突顯,逐漸成為很多領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。比表面積是其一個(gè)重要的性質(zhì),是衡量石墨烯材料性能的一項(xiàng)非常重要的參量,低場(chǎng)核磁共振技術(shù)是一種先進(jìn)的測(cè)試懸浮液顆粒表面特性的方法,低場(chǎng)核磁共振法測(cè)試時(shí)間短,不需要繁瑣的樣品處理過程,無需引入外部試劑。在監(jiān)測(cè)懸浮液狀態(tài)下顆粒與溶劑之間的表面化學(xué)、親和性、潤濕性等方面具有獨(dú)牛寺的優(yōu)勢(shì)。

石墨烯表面疏水性能研究-低場(chǎng)核磁共振技術(shù)

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)用于石墨烯表面疏水性能研究基本原理

材料的親水性與疏水性與顆粒的團(tuán)聚與分散存在直接的關(guān)聯(lián),低場(chǎng)核磁共振技術(shù)可研究顆粒材料在水中的分散規(guī)律及分散行為與顆粒的潤濕性的關(guān)系,通過顆粒間的相互作用了解分散作用機(jī)制。

對(duì)于潤濕的顆粒體系,顆粒表面會(huì)附著一層液相分子,這些液相分子因無機(jī)相表面的吸附作用而運(yùn)動(dòng)受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運(yùn)動(dòng)是自由的,液相分子的馳豫時(shí)間(relaxation time)與它所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān),自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時(shí)間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時(shí)間長(zhǎng)得多,顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對(duì)更多,弛豫時(shí)間也就更短。因此,可以利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)來測(cè)量懸浮液體系的馳豫時(shí)間,并計(jì)算顆粒的濕潤比表面積(可利用的吸附表面積),進(jìn)而用來研究顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤濕性等問題。

石墨烯表面疏水性能研究-低場(chǎng)核磁共振技術(shù)

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