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●納米材料是指三維空間中至少有一維處于納米量級(jí)（1nm-100nm）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米材料介于宏觀世界與微觀世界之間，其特殊的結(jié)構(gòu)使納米顆粒具有特殊的性質(zhì)，如體積效應(yīng)，表面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)等，從而使納米材料具有特殊的光學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、耐蝕、催化、機(jī)械性能等。因此，納米材料廣泛用于催化劑、潤滑劑、建筑材料、陶瓷材料、氣敏材料、絕緣材料、紡織材料、發(fā)光材料、滅火材料、生物醫(yī)學(xué)材料等各個(gè)領(lǐng)域。

●納米顆粒制備方法本質(zhì)上來說有兩種，一種是化學(xué)制備法，即“自下而上”的制備方法，需要合成單分子然后生成納米顆粒，如化學(xué)氣相法、化學(xué)液相法、溶膠凝膠法、超聲化學(xué)法等；另一種就是“自上而下”的制備方法，采用機(jī)械方法將宏觀大顆粒研磨粉碎成納米顆粒，主要是機(jī)械球磨法。相對(duì)來說，機(jī)械球磨法工藝簡單，成本低，效率高，因此常使用機(jī)械球磨法進(jìn)行納米材料制備。本文主要為大家介紹機(jī)械球磨法操作要點(diǎn)以及不同原理球磨儀在納米研磨中的應(yīng)用，旨在幫助大家快速熟知納米研磨。

納米研磨操作要點(diǎn)

機(jī)械球磨法主要是利用研磨罐研磨球?qū)悠奉w粒產(chǎn)生非常強(qiáng)的擠壓力和摩擦力，從而將樣品顆粒研磨至納米級(jí)別，需要高能量的輸入才能實(shí)現(xiàn)。影響納米研磨的主要因素有研磨罐研磨球的材質(zhì)、研磨球的量及大小、樣品尺寸及樣品量、分散劑及分散劑濃度、球磨儀的性能等。

1.研磨罐研磨球材質(zhì)

納米研磨需要高能量的輸入，長時(shí)間的研磨，通常幾十分鐘到幾個(gè)小時(shí)，這意味著研磨罐研磨球需要承受長時(shí)間強(qiáng)力的機(jī)械作用，因此，研磨罐研磨球必須具有非常好的耐磨性，較高的硬度和良好的品質(zhì)。氧化鋯洛氏硬度7.5Mohs，能量輸出高，具有很好的耐磨性，因此納米研磨通常選用高性能氧化鋯材質(zhì)的研磨罐研磨球。

納米研磨需要更大量的研磨球，研磨球的尺寸盡量小，通過摩擦力實(shí)現(xiàn)顆粒達(dá)到納米級(jí)別。一般情況下，需要2/3研磨罐體積的研磨球，例如125mL的研磨罐，一般放80mL的研磨球。而研磨球的尺寸常用的是1mm、500μm、100μm，研磨球尺寸越小，研磨后樣品顆粒的粒徑在一定程度上也越小。但是研磨球越小，研磨球清洗回收越復(fù)雜，比如說1mm研磨球比100μm研磨球清洗起來要容易的多。另外，需要注意的是，每次研磨應(yīng)使用同一規(guī)格尺寸的研磨球，避免混合使用，因?yàn)槿绻旌鲜褂?，大球?huì)對(duì)小球造成很大的磨損。

3.樣品尺寸及樣品量

研磨球尺寸的選擇也要考慮原始樣品的尺寸，研磨球的尺寸至少是樣品中最大顆粒尺寸的3倍，比如說若選用100μm的研磨球，那么樣品中最大樣品顆粒的尺寸應(yīng)不大于33μm。另外，樣品量與研磨球的量有關(guān)，一般球料比（體積比）應(yīng)不低于6：1，也就是說，如果125mL的氧化鋯研磨罐，80mL氧化鋯研磨球，那么樣品的體積不大于13.3mL。

4.分散劑及分散劑濃度

需要明確一下，納米研磨一定是濕磨，因?yàn)轭w粒研磨時(shí)，只有在濕法分散體系中才能分散開。研磨過程中，研磨球與研磨球之間的摩擦力特別大，顆粒與顆粒之間很容易產(chǎn)生團(tuán)聚。主要是因?yàn)闃悠奉w粒通過研磨，表面積顯著增大，顆粒表面積累了大量的正、負(fù)電荷，顆粒被其靜電電荷相互吸引。另外，研磨球間強(qiáng)烈的摩擦，使溫度急速升高，升溫也會(huì)促進(jìn)顆粒的團(tuán)聚。通過添加分散劑，如水、酒精、緩沖液或其它表面活性劑，來中和顆粒表面上的電荷，從而達(dá)到分散的目的。同時(shí)，納米研磨過程中也應(yīng)避免樣品升溫過高，減少樣品顆粒的團(tuán)聚

當(dāng)然，分散劑的分散效果，與分散劑的種類以及分散劑的濃度也是有一定的關(guān)系的。納米研磨時(shí)，有必要探究適合的分散劑以及適合的分散劑濃度。分散液的量一般為40%-50%的研磨罐體積，例如125mL的氧化鋯研磨罐，80mL氧化鋯研磨球，樣品13mL，分散液體積在50mL-60mL。

 

通過添加緩沖液中和顆粒表面電荷（靜電穩(wěn)定）