石墨烯表面疏水性能研究-低场核磁共振技术

石墨烯表面疏水性能研究-低场核磁共振技术

什么叫亲水性和疏水性？

亲水性：指带有极性基团的分子，对水有较大的亲和能力，可以吸引水分子，或易溶解于水。这类分子形成的固体材料的表面，易被水所润湿。具有这种特性都是物质的亲水性。

疏水性：分子偏向于非极性，并因此较会溶解在中性和非极性溶液（如有机溶剂）。疏水性分子在水里通常会聚成一团，而水在疏水性溶液的表面时则会形成一个很大的接触角而成水滴状。

材料表面润湿过程的实质是物质界面发生性质和能量的变化。当水分子之间的内聚力小于水分子与固体材料分子间的相互吸引力时，材料被水润湿，此种材料为亲水性的，称为亲水性材料；而水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的吸引力时，则材料表面不能被水所润湿，此种材料是疏水性的（或称憎水性），称为疏水性材料。

石墨烯材料独牛寺的结构、大的比表面积，使得它拥有优异的力学、热学、电学和磁学性能，在各个领域的应用价值逐渐突显，逐渐成为很多领域研究的焦点。比表面积是其一个重要的性质，是衡量石墨烯材料性能的一项非常重要的参量，低场核磁共振技术是一种先进的测试悬浮液颗粒表面特性的方法，低场核磁共振法测试时间短，不需要繁琐的样品处理过程，无需引入外部试剂。在监测悬浮液状态下颗粒与溶剂之间的表面化学、亲和性、润湿性等方面具有独牛寺的优势。

低场核磁共振技术用于石墨烯表面疏水性能研究基本原理

材料的亲水性与疏水性与颗粒的团聚与分散存在直接的关联，低场核磁共振技术可研究颗粒材料在水中的分散规律及分散行为与颗粒的润湿性的关系，通过颗粒间的相互作用了解分散作用机制。

对于润湿的颗粒体系，颗粒表面会附着一层液相分子，这些液相分子因无机相表面的吸附作用而运动受限。但未与颗粒相接触的液相分子运动是自由的，液相分子的驰豫时间（relaxation time）与它所处的运动状态密切相关，自由状态的液相分子的核磁驰豫时间要比束缚状态的液相分子的驰豫时间长得多，颗粒分散性更好的体系吸附溶剂量相对更多，弛豫时间也就更短。因此，可以利用低场核磁共振技术来测量悬浮液体系的驰豫时间，并计算颗粒的湿润比表面积（可利用的吸附表面积），进而用来研究颗粒的团聚状态、分散性稳定性、亲和性以及润湿性等问题。