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一种测定氧化物表面化学基团数密度的方法
| 专利名称： | 一种测定氧化物表面化学基团数密度的方法 |
| 摘要： | 本发明属于表面化学领域，具体涉及一种测定氧化物表面化学基团数密度的方法。本发明通过测定等电点下接触角数据计算氧化物单位面积表面上化学基团数量，利用氧化物表面zeta电位数据计算出氧化物单位面积表面上带电化学基团数量，该方法能测定氧化物表面上不同类型带电化学基团数密度。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 北京;11 |
| 申请人： | 中国海洋石油集团有限公司 |
| 发明人： | 华朝;王姗姗;张健;唐恩高;薛新生;朱玥珺;杨光;赵娟;孙哲;胡科 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 2019-03-29T00:00:00+0800 |
| 发布日期： | 2019-07-09T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201910247563.3 |
| 公开号： | CN109991129A |
| 代理机构： | 北京纪凯知识产权代理有限公司 |
| 代理人： | 吴爱琴 |
| 分类号： | G01N13/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N13 |
| 申请人地址： | 100010 北京市东城区朝阳门北大街25号 |
| 主权项： | 1.一种测定氧化物表面化学基团数密度的方法，包括如下步骤： 1)将氧化物研磨成颗粒，将氧化物颗粒与不同pH值水溶液混合，搅拌配制成悬浮液，测定上层悬浮液中氧化物颗粒表面Zeta电位ξ，其中ζ＝0时液体的pH值pHiep称为等电点； 2)在等电点条件下，测定水溶液在氧化物表面上的接触角θiep； 3)按Young-Dupre方程Wa＝γL+γL*cosθiep计算等电点处水溶液与氧化物表面间的粘附功Wa，式中γL为水溶液表面张力，mN/m； 4)此时氧化物表面上电中性基团数密度通过下式求取： ntotal＝(Wa-Wd)*NA/E， 式中Wd为粘附功中色散力的贡献部分，mJ/m2，Wd≈2*(γ1d*γ2d)0.5，γ1d、γ2d分别是水、氧化物表面能中的色散力贡献部分； NA是指阿伏伽德罗常数，等于6.02×1023mol-1； E是氧化物表面电中性基团和H2O间相互作用势能，kJ/mol； 5)根据Couy-Chapman模型，氧化物表面电荷密度由zeta电位实验数据估算为： 式中ε是水溶液的相对介电常数，ε0是真空介电常数，kB是Boltzmann常数，T为实验温度，zi是离子i化合价，e为基本电荷，ζ为氧化物表面zeta电位，σ0是氧化物表面电荷密度，κ是Debye长度的倒数； 6)氧化物表面电荷密度是由表面上带电基团数密度(n±)决定的，氧化物表面上带电基团的数密度表示为： 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 步骤1)中，所述氧化物为二氧化硅、二氧化钛或三氧化二铝； 所述氧化物颗粒的尺寸大小为200目～300目； 所述悬浮液中氧化物颗粒的质量百分数为0.1～1％。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述水溶液为低矿化度水溶液，不含二价阳离子，矿化度<5000ppm。 4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述E是氧化物表面电中性基团和H2O间相互作用势能，基于从头计算法计算。 5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述水溶液表面能中的色散力γ1d＝21.8mJ/m2，二氧化硅表面能中色散力γ2d＝≈78mJ/m2，二氧化钛表面能中色散力γ2d＝≈92mJ/m2。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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