应用案例:二氧化硅微球
纳米二氧化硅微球为无定型白色粉末,常以溶液状态保存。其微球颗粒无毒、无味,表面存在大量羟基和吸附水,具有粒径小、比表面积大、分散性能好等特点,可广泛应用于生物材料、催化剂载体以及工程材料等领域。如今,纳米二氧化硅微球的制备和应用研究工作已成为一大热点。
目前市面上有种类繁多的成品纳米二氧化硅微球可供购买,但整体制备产业仍面临许多问题。例如如何控制纳米二氧化硅微球的形貌和粒径,增加其单分散性等;如何解决纳米二氧化硅微球的团聚问题,使其在制备与贮运过程中不产生团聚等。
这些问题不仅困扰着生产厂商,也难免让购买微球的消费者产生疑虑——购买来的纳米二氧化硅微球究竟质量如何?若想打消此种疑虑,纳米库尔特粒度仪(电阻法RPS)可以助您一臂之力。
RPS又称电阻感应脉冲法,电解质溶液中的颗粒通过纳米孔时,在恒电流设计的电路中,导致电极间电阻产生瞬时变化,从而产生电流的瞬时变化,产生的电脉冲幅度与粒径成正比。作为电学检测原理方法,RPS不同于光学检测方法,如动态光散射(DLS)、纳米粒子示踪(NTA)、纳米流式等,与样本光学性质无关。纳米库尔特粒度仪(电阻法RPS)可在单颗粒水平对纳米二氧化硅微球进行粒径浓度分析,检测结果不受样本光学性质影响,能在3-5分钟内得到样本纳米二氧化硅微球完整、真实的粒径浓度分布,可以助您快速了解手中的微球质量。
1不同厂家纳米二氧化硅微球对比
不同厂家生产的纳米二氧化硅微球往往采用了不同的生产工艺,导致在粒径的分布上有所差别。笔者在市面上购买了四款粒径为100nm的纳米二氧化硅微球进行了测试,结果如下:
通过纳米库尔特粒度仪的测试可以发现,虽然四款产品都注明粒径为100nm,但实际粒径分布差异较大。在个别粒径分布较宽的样本中,甚至能检测到粒径200nm以上的颗粒。若使用这些单分散性较差的产品进行实验,想必会对实验结果造成预期之外的影响,所以在选购纳米二氧化硅微球时还需谨慎甄别。
2不同纳米二氧化硅微球存放实验
纳米二氧化硅微球在运输和储存的过程中可能会产生团聚现象。大部分微球的最适保存温度在2-8℃之间,但即使在同一温度条件下进行保存,不同微球的团聚程度也有所不同。为了探究此问题,笔者选取了两种纳米二氧化硅微球进行了存放实验。在同一天使用纳米库尔特粒度仪对微球A和微球B进行检测,而后将两种微球在4℃环境下进行保存,并在第十天和第三十天取出进行检测。结果如下:
可以看到,微球A在存放过程中出现明显的团聚现象,样本粒径分布变宽,大颗粒显著增多,而微球B在存放过程中只产生了轻微的团聚,说明微球B更为稳定。在实际的储存和使用中,团聚现象会对购买者的使用造成一定的影响,此时就需要及时监测,并通过改善保存条件或选择稳定性好的产品以减轻影响。
3总结
纳米库尔特粒度仪(电阻法RPS)在对纳米二氧化硅微球的质量检测应用中有以下优势:
1. 方便快捷,在3-5分钟内即可得到样本信息。
2. 单颗粒检测,大小微球之间无互相影响,可得到真实的粒径分布数据。
3. 对纳米二氧化硅微球进行直接检测,准确度媲美电镜。
4. 精准的浓度测量,可分析不同粒径范围内的颗粒浓度。
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