通过离子电荷滴定控制碳纳米管的功能化效率

图1：碳纳米管

介绍

许多微粒系统取决于颗粒悬浮体系的稳定性和再分散能力，而它的PH范围不能太过局限。一种达到稳定性的方法为通过适当的离子端基修饰改变它的界面。越高的离子电荷密度，单个颗粒间的排斥力就越高，从而可以克服范德华吸引力。离子排斥可以通过静电学的颗粒界面电势（PIP）和总的离子表面电势表征。PH稳定范围和总离子电势，都可以通过StabinoR电位滴定轻松控制。

图2

Stabino II ®实验

滴定在一个10ml的水性分散体系进行。进行滴定的浓度范围从0.001%到10%v/v，而对于单个电位测试浓度可以高至50%v/v。振荡活塞产生流动电势SP，同时将滴定液混合到样品中，并避免悬浮体系的沉降。滴定的速度通过Z短时间内充分的混合而得到了优化。

结果

首先，在0.15%w/vCNT分散液中进行PH-电位滴定来测量等电点（IEP，如图3）。通过Microtrac 激光粒度仪S3500测试得到CNT分散液中颗粒的粒度D50为20μm，。未经处理的CNT（紫色线）的等电点的PH值为4.3，而经过表面改性的CNT（蓝色和黄色）的等电点的PH则小于2。根据结果图3，经过处理后PH稳定范围可以扩宽到2以上。

 在Stabino II ®中，离子电荷密度还可以通过聚电解质滴定至达到零电位点来确定。因为CNT表面自然带负电，因此滴定通过添加阳离子聚合物来操作。1N的阳离子聚电解质（PD）带有1eq的电子电荷。假设电荷补偿是1:1，那么聚电解质（PD）的消耗量就可以测量每克样品总的电荷。

 以上的图形中已经做了解释。如结果图4显示，很明显改性非常成功，表面很大程度地功能化了。

结论

通常来说，滴定显示了样品对其环境的变化是怎样反应的。这比仅仅在样品所给状态下测试zeta 电位能提供更丰富的信息。另外，总的电荷反应了电荷密度。

Stabino II ®设计可用于GX的颗粒电荷和PH-电位滴定，而无需样品参数。测试速度极快，一小时内可完成至少五次滴定测试。此方法被应用于许多胶体和颗粒体系，范围从0.3nm到300μm，样品类型包括 ZnO，CNTs，SiO2，Al2O3，蛋白等等。

通过使用stabino II，可实现快速便捷的颗粒的电位滴定测试。在分散体系中，同性带电离子的静电排斥作用是分散体避免凝聚保持稳定的主要原因，故带电粒子界面的表征是必不可少的。当颗粒离子化后，总电荷和电荷密度是需要知道的重要参数。电荷测量是通过建立动电信号来完成的。

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