BeNano檢測(cè)納米黑炭黑顆粒的粒徑和Zeta電位

納米炭黑是一種具有高比表面積和獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)的碳質(zhì)材料，它由納米級(jí)碳黑顆粒組成，一般局部粒徑小于100納米，但是多以團(tuán)聚態(tài)存在。

納米黑炭黑電鏡圖片和外觀圖片

納米黑炭黑具有很多優(yōu)異性能，如高比表面積、特殊的光學(xué)性能、優(yōu)異的導(dǎo)電性能、良好的機(jī)械性能，在橡膠、塑料、涂料、油墨、電池、醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。

在這篇應(yīng)用報(bào)告中，我們使用丹東百特儀器公司最新推出的BeNano 90 Zeta納米粒度及Zeta電位分析儀檢測(cè)了分散在水性環(huán)境中的納米黑炭黑顆粒的Zeta電位和的粒徑信息。

BeNano 90 Zeta納米粒度及Zeta電位分析儀

樣品制備和測(cè)試條件

該報(bào)告中檢測(cè)了兩個(gè)黑炭黑樣品，通過(guò)BeNano 90 Zeta納米粒度及Zeta電位分析儀內(nèi)置的溫度控制系統(tǒng)開(kāi)機(jī)默認(rèn)測(cè)試溫度控制為25℃±0.1℃，樣品加入表面活性劑，用水稀釋，超聲處理后注入PS粒徑池，采用動(dòng)態(tài)光散射在90°進(jìn)行粒徑測(cè)試，利用毛細(xì)管電極進(jìn)行Zeta電位測(cè)試。

每一個(gè)樣品在放入樣品池后進(jìn)行至少三次測(cè)試，以檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性和得到結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

測(cè)試結(jié)果和討論

圖1. 1#樣品多次測(cè)試相關(guān)曲線            圖2. 1#樣品粒徑分布

圖3. 2#樣品多次測(cè)試相關(guān)曲線            圖4. 2#樣品多次測(cè)試相關(guān)曲線

圖5. 1#樣品多次測(cè)試相圖                圖6. 2#樣品多次測(cè)試相圖

通過(guò)使用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)，得到了納米黑炭黑的粒徑和粒徑分布。1#樣品Z-均直徑為219 nm，2#樣品為249nm（見(jiàn)表1）。可以從圖1和圖3兩個(gè)樣品的多次測(cè)試相關(guān)曲線中看出，樣品狀態(tài)很好，無(wú)明顯波動(dòng)；從圖2和圖4的光強(qiáng)分布曲線中看出，兩個(gè)樣品均為一個(gè)峰，重復(fù)性較好。由電鏡圖片可以看出納米黑炭黑局部顆粒的粒徑小于100nm，所以通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射得到的結(jié)果應(yīng)該為黑炭黑的團(tuán)聚態(tài)，然而通過(guò)多次測(cè)試可以看出團(tuán)聚態(tài)粒徑分布較均勻、穩(wěn)定，兩個(gè)樣品的PDI在0.13-0.15之間。

通過(guò)電泳光散射，得到了納米黑炭黑懸浮液的Zeta電位信息。圖5和圖6中展示了兩個(gè)樣品的相圖，相圖斜率代表了散射光由于電泳運(yùn)動(dòng)造成的頻率的偏移?？梢酝ㄟ^(guò)圖中曲線看出，相圖斜率清晰，信噪比良好。

對(duì)于兩個(gè)樣品的多次測(cè)試平均結(jié)果列于表１中，可以看到兩個(gè)樣品在水性溶液環(huán)境中Zeta電位為負(fù)值，說(shuō)明其攜帶負(fù)電。其中1#樣品的Zeta電位值稍低于2#樣品的Zeta電位值。較高的Zeta電位有利于黑炭黑懸浮液在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在，不會(huì)進(jìn)一步生成更大的團(tuán)聚物。