納米二氧化鈦（TiO2）顆粒因其卓越的光催化性能、紫外線屏蔽能力以及小尺寸效應(yīng)，在工業(yè)應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。這些應(yīng)用包括油田壓裂液、涂料、廢水處理等。然而，納米顆粒的高比表面積和表面能往往導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚，影響其性能的發(fā)揮。因此，研究納米TiO2顆粒在不同pH值條件下的分散穩(wěn)定性，對(duì)于其工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c方法

本研究旨在通過丹東百特儀器有限公司的BeScan Lab穩(wěn)定性分析系統(tǒng)，采用多重光散射技術(shù)，全面評(píng)估納米TiO2顆粒在不同pH值條件下的分散穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)中，我們使用BeNano 180 Zeta Pro納米粒度及Zeta電位分析儀檢測(cè)樣品的Zeta電位，并利用BeScan Lab穩(wěn)定性分析儀監(jiān)測(cè)樣品的穩(wěn)定性。

實(shí)驗(yàn)過程

首先，將TiO2顆粒（0.5%重量濃度）的水分散液調(diào)節(jié)至不同的pH值（2、4、6、8、10），然后進(jìn)行電位和穩(wěn)定性測(cè)試。通過多重光散射技術(shù)，我們能夠監(jiān)測(cè)樣品在不同時(shí)間點(diǎn)的透射光和背散射光信號(hào)，從而評(píng)估樣品的穩(wěn)定性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，納米TiO2顆粒在不同pH值下呈現(xiàn)負(fù)電性，且隨著pH值的增加，Zeta電位的絕對(duì)值顯著升高。在pH=2時(shí)，Zeta電位的絕對(duì)值最低，表明此時(shí)分散體系的穩(wěn)定性最差。隨著pH值的增加，分散體系的穩(wěn)定性逐漸提高。

通過多重光散射技術(shù)，我們觀察到在pH=2時(shí)，TiO2水分散液的透射光信號(hào)迅速下降，表明顆粒迅速沉降，體系穩(wěn)定性較差。而在pH=6時(shí)，透射光信號(hào)幾乎為0，表明顆粒分散良好，體系穩(wěn)定性較好。

穩(wěn)定性分析

通過BeScan Lab穩(wěn)定性分析系統(tǒng)，我們計(jì)算了樣品的不穩(wěn)定性指數(shù)（IUS）。IUS值越大，表明樣品體系的變化越大，穩(wěn)定性越差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，IUS值與環(huán)境pH值具有較高的相關(guān)性。在pH>6時(shí)，分散體系的Zeta電位較高，穩(wěn)定性較好；而在pH較低時(shí)，Zeta電位較低，穩(wěn)定性較差。

結(jié)論

本研究通過丹東百特儀器有限公司的BeScan Lab穩(wěn)定性分析系統(tǒng)和BeNano 180 Zeta Pro納米粒度及Zeta電位分析儀，提供了一種簡便、快速且定量化的評(píng)估方法，用于分析不同pH條件下納米TiO2水分散體系的穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，在pH>6時(shí)，納米TiO2顆粒的分散穩(wěn)定性最佳，而在pH較低時(shí)，穩(wěn)定性較差。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于優(yōu)化納米TiO2顆粒在工業(yè)應(yīng)用中的性能具有重要意義。