纳米粉体表面改性技术有待提高


来源:中国化工报

    近几年纳米粉体已成为我国粉体工业发展的热点之一,据报道,冠以“纳米材料”或“纳米技术”注册的公司已由2000年7月的100家增加到目前的330多家,如果将高等学校、研究单位从事纳米粉体材料研究开发的队伍统计在内,全国从事与纳米粉体和纳米材料相关的研究开发的力量十分可观。然而目前在纳米粉规模化生产中仍有部分技术难题尚未解决,其中之一是颗粒的分散、表面处理及表面改性问题,在很大程度上影响了纳米粉体的工业应用和纳米粉体生产企业的经济效益。
  纳米粉体表面改性的目的是为了提高纳米粉体的分散性,改善或增强无机纳米粉体与其他物质之间的相容性,赋予无机纳米粉体材料新的物理化学性能或功能。目前,纳米粉体的表面改性大多采用湿法,主要设备有可探温的反应釜、反应罐或搅拌桶、过滤洗涤机、干燥机等。在很多情况下可以用已有的微米粉体改性设备,但纳米粉体的表面改性对反应设备的分散性、过滤设备的精度、干燥设备的收尘率等的要求更高。
  据有关专家介绍,由于纳米粉体粒度细、比表面积大、表面原子数增多,原子配位不足及较高的表面能,使得这些表面原子很高的活性,极不稳定,很容易团聚在一起形成带有若干连接界面的尺寸较大的团聚体。这些团聚体的形成使得纳米颗粒不能以其单一的纳米颗粒均匀分散,不能发挥其应有的纳米粒子效应,对纳米粉体的应用性能产生不利的影响,使得很多情况下与分散较好的微米粒子的应用性能没有明显的差别。因此,无机纳米粉体的分散性能至关重要。
  此外,无论是在无机基复合材料、金属基复合材料、高聚物基复合材料,还是在涂料、染料等中应用的无机纳米粉体材料,还存在与基料的相容性问题。良好的相容性是获取高性能纳米复合材料的重要条件之一。因此,要通过表面处理或表面改性改善或增强纳米粉体与其它物质之间的相容性。
  有关专家还指出,纳米粉体在催化、环保、微电子、生物医药及化工等领域的应用需要特定的表面物理化学特性及功能。因此,有选择性地赋予无机纳米粉体材料新的物理化学性能及新的功能也要通过表面改性或表面修饰来实现。
  另据了解,现在国内尚未有纳米粉体的应用工业化的干法改性设备,但已进行了工业试验,而且取得可喜的结果。
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