电解质对悬浮液颗粒流体动力学粒径的影响研究

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目前,对悬浮液中纳米颗粒的特性研究是一个十分有意义的领域。电解质溶液的离子浓度、化合价、温度等通过对双电层的厚度产生影响,从而改变悬浮液纳米颗粒的流体动力学半径。动态光散射技术通过测量布朗运动颗粒产生的散射光微小频移获取颗粒在悬浮液中的扩散系数,从而得到颗粒粒径等动态特性,它作为一种无接触、无损伤的光学检测方式,以其独特的优越性广泛应用于颗粒粒径的测量。   本文介绍了低相干动态光散射的基本原理和实验系统,探讨了悬浮液中纳米颗粒的扩散特性;介绍了双电层理论及其模型;根据单散射理论,考虑有效扩散系数,以双电层理论为理论基础讨论了电解质溶液对浓悬浮颗粒流体动力学半径的影响。利用低相干动态光散射实验系统,分别测量电解质离子浓度、化合价对体积浓度为10%、半径为400nm和550nm的聚苯乙烯悬浮液颗粒流体力学半径的影响。实验结果表明:溶液中分别加入不同离子浓度的NaCl和CaCl2电解质,其离子浓度越高引起双电层的变化越小,颗粒的流体动力学半径越小;溶液中分别加入相同浓度的NaCl和CaCl2电解质,CaCl2溶液引起双电层的变化较小,即加入的电解质化合价越高,颗粒的流体动力学半径越小。因此,利用低相干动态光散射测量的实验值与双电层理论得到的结果很好的一致。
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