表面活性剂增强黑磷纳米片复合溶液体系分散稳定性研究

作     者：焦怡畅 赵青 吴丰昌 JIAO Yichang;ZHAO Qing;WU Fengchang

作者机构：郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 广东省科学院生态与土壤研究所广东广州510520 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2024年第37卷第2期

页      面：379-387页

核心收录：

学科分类：083001[工学-环境科学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.42022056,42192574) 广东省科学院专项资金项目(No.2022GDASZH-2022010105) 

主　　题：黑磷纳米片 表面活性剂 稳定性 团聚动力学 

摘      要：黑磷纳米片(black phosphorus nanosheets,BPNSs)因其特有的尺寸厚度和二维结构特点,在光电、化学、生物传感以及农业领域已有广泛的应用.由于其具有较大的比表面积和比表面能,所以黑磷纳米片悬浮在液体中易团聚下沉.基于此,本研究以去离子水为分散介质,选取4种表面活性剂为分散剂,包括一种阳离子型表面活性剂-十六烷基三甲基溴化铵(hexadecyl trimethyl ammonium bromide,CTAB),一种非离子型表面活性剂-喜威77(silwetL-77),两种阴离子型表面活性剂-十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS)和鼠李糖脂(rhamnolipid,RL),分别复配出四类表面活性剂-BPNSs溶液体系,通过测定动态光散射(dynamic light scattering,DLS)和UV-Vis光谱考察该体系在不同浓度下对BPNSs分散稳定性的影响.结果表明:①4种表面活性剂在其临界胶束浓度(CMC)附近的范围内均能提高BPNSs悬浮液的分散稳定性,但在高于临界胶束浓度情况下阳离子型和非离子型表面活性剂对BPNSs有附聚效果,这一现象在阴离子型表面活性剂中并未发现.②沉淀3 h和72 h后,阴离子表面活性剂-BPNSs体系具有较高的吸收强度,且SDBS具有更好的保持性.③在NaCl电解质存在的情况下,两种阴离子型表面活性剂可以影响BPNSs的临界聚结浓度(CCC),从而使BPNSs脱聚.研究显示,两种阴离子表面活性剂对BPNSs的分散效果优于阳离子型和非离子型表面活性剂,可为构筑性能稳定的阴离子型表面活性剂-BPNSs分散体系在现实生活中的应用提供参考.