物理法分散纳米粉体主要有球磨、超声波和高速搅拌等。

1. 球磨分散法。根据所需颗粒尺寸，选择粒径不同的氧化锆珠，氧化锆珠的性质稳定，不与纳米粉体进行反映。通过氧化锆珠之间以及氧化锆珠与球磨罐体间的滚动、碰撞作用来细化、磨碎纳米粉体，最终提高纳米粉体在体系中的分散稳定性。
   

2. 超声波分散法。在声波作用下，液体中的细小泡核被激发，产生振荡、生长、收缩及崩溃等动力学过程，这种现象叫做超生空化。超声波分散法就是利用超声空化现象分散纳米粉体。泡核崩溃的短时间内，周围微小空间会产生高温高压，温度变化极快，并产生强烈的冲击波和高速射流。这些外界因素能够破坏团聚颗粒间的范德华力，进而使纳米粒子均匀分散在分散介质当中。
   

3. 高速机械搅拌法。高速机械搅拌法是通过8000rpm以上的高速机械搅拌产生高强剪切力，从而使纳米团聚体分散，粒径减小。这种分散方法决定因素并不是分散时间的长短，而是机械搅拌的转速，即剪切力的大小。物理分散方法对ATO水分散液稳定性的影响前文的实验可以发现，高速机械搅拌的物理方法分散ATO纳米颗粒，得到的ATO水分散液稳定性并不理想，在沉降试验7天时，分散体系均出现了分层。选择合理的物理分散方法，得出分散性稳定的ATO水分散液对本实验至关重要。
   

   
   

   
   

   参数和工艺：
   

   
   

由于球磨分散方式得到的分散液相对稳定，样品静置15天仍未出现分层现象，无法通过沉降率对分散稳定性进行表征，本实验采用激光粒度分析测试ATO水分散液的粒径分布，从而表征分散液的稳定性。用盐酸及氨水调节pH值为9，选择分散剂C，高速机械搅拌的转速为5000rpm，搅拌时间2h；球磨分散采用行星式球磨机，选择0.3mm的赛诺氧化锆珠，分散时间6h；超声波搅拌采用实验室超声波发生器，振荡频率20KHz，超声时间30min。

图3.15为不同分散方式的ATO水性分散液的粒径分布图。由图可知，除高速机械搅拌分散效果较差外，球磨分散、超声分散的分散效果均很理想。

图a采用的是高速机械搅拌。粒径曲线存在多个峰，说明体系分散性较差，颗粒团聚现象明显；

图b为球磨分散方法。粒径曲线的分布窄，仅存在单一峰值，这说明体系是单分散的，分散性非常稳定，经计算，水分散体系的颗粒二次粒径D50为28.1nm；

图c为超声分散方法，粒径曲线分布同样较窄，但是粒径分布存在两个峰。

综上所述，球磨分散和超声分散方法均能够得到分散稳定的ATO水性分散液，但是球磨分散得到的分散液呈单分散，二次粒径小，因此本实验最佳的物理分散方法为采用赛诺0.3mm氧化锆珠进行球磨分散。

工艺总结：ATO纳米水分散液的分散工艺条件为：采用分散剂C(硅烷偶联剂SIM6942.72)，分散剂添加量为5%，分散液pH值为9，0.3mm氧化锆珠进行球磨分散6h。该分散方法能够得到稳定的水性分散液，分散体系呈单分散，二次粒径D50为28.1nm，无团聚现象。

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