水溶液中的納米鈦白穩定性

離子型分散劑在球形二氧化鈦顏料表面吸附包裹時，在帶電表面周圍形成包含解離的離子液體離子的擴散層，并且該層的存在導致強排斥力。值得注意的是，粒子間力是排斥雙電層和吸引范德華力的總和。想要弄清楚影響您的納米鈦白漿料穩定性的因素，我們需要從鈦白粉開始。

一、鈦白粉的組成和特點

鈦白粉主要成分為二氧化鈦（TiO2），是一種白色粉末狀物質，具有很高的熔點（約1800°C）和相對密度（約4.5 g/cm3）。它是一種無毒、無味、白色固體，不溶于水，溶于強酸和強堿溶液。

鈦白粉通過硫酸法或氯化法來生產。在這些方法中，鈦礦石（如金紅石或鈦鐵礦）經過高溫熔融后與酸反應，生成鈦的氧化物，然后通過水解和洗滌過程得到最終的鈦白粉產品。不同方法生產的鈦白粉差異整理如下：

鈦白粉主要有兩種晶體結構類型，即銳鈦型（Anatase）和金紅石型（Rutile）。銳鈦型在高溫下會轉變成金紅石型，這兩種類型的二氧化鈦在化學性質上相同，都是無機化合物，但在物理性質和應用上存在差異。

制作納米鈦白漿料建議選擇氯化法制成金紅石型的鈦白粉，制作出來的漿料白度更高，穩定性更好。

二、納米鈦白的電離分散

水基中，用弱陰離子分散劑制備的納米鈦白漿料具備較好的穩定性，尤其是利用受控自由基聚合的分散劑，其本身結構更規整，分子量分布更窄，在分散、研磨鈦白粉時可表現出窄的粒徑分布和熱穩定性。

離子型分散劑在球形二氧化鈦顏料表面吸附包裹時，在帶電表面周圍形成包含解離的離子液體離子的擴散層，并且該層的存在導致強排斥力，從而在研磨后穩定微粒保持納米級別的粒徑。

但并非二氧化鈦表面都是帶負電荷。有研究發現，在pH 4和10下進行的電泳測試二氧化鈦納米片（TNS）和球形二氧化鈦納米顆粒（TNP）分別帶正電和負電。這是由于表面羥基基團的質子化平衡，二氧化鈦顆粒的電荷可以隨pH調節，所以帶正電的粒子在低pH值時存在，帶負電的粒子在高pH值時存在。正負狀態之間的轉變發生在零電荷點。

在設想中雙電層厚度越厚，顏料應該越穩定，如果增加分散劑的溶劑化鏈段長度，以增加雙電層厚度，納米顏料會越穩定嗎？但事實真是如此嗎？

研究表明，二氧化鈦納米片（TNS）和球形二氧化鈦納米顆粒（TNP）在相同離子液體溶液中的CCC值并不同，這是因為范德華力關系的大小和強度以及離子液體濃度較高時聚集的顆粒較小。帶正電荷的二氧化鈦納米物體的膠體穩定性對烷基鏈長度不敏感。

對于帶負電荷的環境，分散劑與電荷性能密切相關（例子MIM+<EMIM+<BMIM+）。