化学@纳米粉体如何进行表面改性？
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对于纳米粉体来说 ， 制备只是第一步 ， 最难是针对不同使用介质、不同使用场合的表面改性和处理 。 在实际工业应用中 ， 纳米粉体因粒径小、比表面积和表面能大极易团聚 ， 严重限制了纳米材料的应用 。 另外 ， 纳米粉体与介质的不相容性会导致界面出现空隙 ， 存在相分离现象 ， 所以必须对纳米粉体进行表面处理 。
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【化学@纳米粉体如何进行表面改性？】
纳米粉体团聚现象目前 ， 纳米粉体的表面改性方法主要有偶联剂改性、有机物改性、无机物改性等 。 1、纳米粉体偶联剂改性偶联剂改性是偶联剂与纳米粉体表面发生化学偶联反应 ， 两组分之间除了范德华力、氢键或配位键相互作用外 ， 还有离子键和共价键的结合 。 偶联剂是在纳米粉体表面改性中应用较多的改性剂 。
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偶联剂改性纳米粉体用量应该适当 ， 偶联剂用量过少不能充分与纳米粉体结合 ， 改性不完全；偶联剂用量过多 ， 则由于偶联剂的存在 ， 形成有机化改性粉体物理缠结点 ， 重新产生更大的团聚体 ， 从而造成颗粒的聚沉 。 从纳米粉体物性改良方面 ， 偶联剂改性纳米粉体可以使其分散性得到很大的改善 ， 但并不充分 ， 仍然存在少量的团聚 ， 影响了纳米粉体功能的充分发挥 。 虽然耐水性、疏水性有一定的提高 ， 但目前对填充体的耐水性、疏水性要求越来越高 ， 所以如何开发出新的偶联剂改性纳米粉体 ， 使纳米粉体表面惰性化 ， 具有更高的耐水性、疏水性和分散性 ， 是一个重要的课题 。 2、纳米粉体有机物改性无机纳米粒子表面存在大量的活性基团 ， 如在炭黑和碳纤维表面存在酚醛基、羟基及醌基等 ， 而二氧化硅、氧化钛、氧化锌等无机纳米粒子也存在着活性羟基 ， 利用这些活性基团与有机物发生接枝反应 ， 在纳米粉体表面覆盖一层有机分子膜 ， 从而达到改性纳米粉体的目的 。 无机颗粒表面接枝聚合物后 ， 可以将无机物的优异性质（如耐热性、导电性和强磁性等）与高分子的优异性相结合 ， 形成具有新功能的有机、无机混合材料 。 另外 ， 颗粒表面接枝聚合物后 ， 无机纳米粒子在有机溶剂和聚合物中的分散性显著上升 。 一般在有机溶剂及聚合物中聚合填充可以多量且均匀地进行 ， 加工操作容易 ， 而且在颗粒表面功能设计方面具有无穷变化的可能性 。 3、纳米粉体无机物表面改性用无机物作改性剂 ， 无机物与纳米粒子表面不发生化学反应 ， 改性剂与纳米粒子间依靠物理方法或范德华力结合 。 一般利用无机化合物在纳米粒子表面进行沉淀反应 ， 形成表面包覆 ， 再经过一系列处理 ， 使包覆物固定在颗粒表面 ， 降低了纳米粒子的活性 ， 提高了其分散性 。 如采用氢氧化铁胶体包覆纳米二氧化钛 ， 由于外层膜的作用阻止了电子空穴对同水、氧气的结合 ， 从而使纳米二氧化钛的光化学性降低 ， 提高了产品的耐候性 。
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