提高纳米四氧化三铁的分散性,就是为了降低粒子的G能,而加入一些表面活性剂或是稳定剂就可以了。实不加表面活性剂/稳定剂也是可以分散的,见到过有文献报道说四氧化三铁的等电点是6.8左右,故而在酸性条件或是碱性条件下也都能够分散。酸性条件下加的是高氯酸,碱性条件下四甲基氢氧化铵水溶液,就能够分散得很好。
在这里我就是想讨论一下在无表面活性剂存在的情况下,Fe3O4粒子的分散和水溶液PH值关系的问题。其实相信经常用化学共沉淀法合成Fe3O4的虫子也有这样的感觉,当加入过量的氨水反应后,通过磁倾析法洗粒子到中性的时候,刚开始粒子很快就被磁铁吸下来了,直接倒掉上清就可以了,可是次数多了以后,粒子反而不容易被磁铁所沉降了,也就是说当PH渐渐减小的过程中,粒子反而分散得更好了。
同样地,做过这样的两个试验,如果完全洗到中性后再加适量水,在探头超声的条件下,是可以分散成肉眼不可见的,好几天都不能沉降的粒子的。而另外一个对比试验更能说明问题:反应后不清洗直接在碱性条件下超声,无论怎么超,都不能分散,全是聚在一起的铁渣子。这两个试验也说明PH值和粒子的分散性有很大的关系。
由于没有表面活性剂/稳定剂的作用,我想粒子如果可以分散,应该和空间位阻、表面张力没有多大的关系。直接的决定因素应该是ZETA电位,按照文献上的解释,Fe3O4的等电点接近7,那么酸性条件下或是碱性条件下都可以分散得很好。
选用合适的纳米级材料分散剂,阻碍高能粒子团聚,比如利瑞达新材料的纳米材料分散剂DP-12N。