Artikel teknikal

Penyerakan Fe₂O₃ (Besi(III) Oksida) Serbuk Nano dan Mikroskopi Elektron Pemerhatian — Protokol Operasi

● 2026-08-20 ● - ● Tinggalkan saya mesej

Skop: penyebaran air/alkohol daripadaserbuk nano α-Fe₂O₃dan penilaian kualiti serakan (pemerhatian TEM/SEM)

Andaian: tujuannya adalah untuk menilai kualiti serakan dan morfologi zarah primer; saiz zarah adalah skala nano. Untuk penyediaan buburan pepejal tinggi, tingkatkan kandungan pepejal dan laraskan dos penyebaran dengan sewajarnya.

1. Aliran Kerja Keseluruhan

Pra-pembasahan → pelarasan pH / penambahan penyebaran → penyebaran ultrasonik → sentrifugasi kelajuan rendah (ambil supernatan) → Penyediaan sampel EM (TEM / SEM) → pemerhatian & penilaian

2. Protokol Penyerakan

2.1 Sederhana dan Kepekatan

Sederhana: air (disyorkan) atau etanol kontang. Air mudah disesuaikan pH dan sesuai dengan penstabilan elektrostatik; etanol kering lebih cepat, yang membantu penyediaan sampel

Kepekatan permulaan: 0.5–1 mg/mL (untuk pemerhatian EM); sistem berkepekatan tinggi boleh tertumpu selepas itu

2.2 Kawalan pH (laluan penstabilan yang paling menjimatkan dan berkesan)

Titik isoelektrik (IEP) α-Fe₂O₃ ialah kira-kira pH 7 (berbeza 6.5–8.5 dengan saiz zarah dan kaedah penyediaan)

Alihkan sistem daripada IEP: pH 9–10 (NaOH / ammonia) atau pH 3–4 (HCl / asid nitrik), supaya potensi zeta melebihi |30 mV| dan tolakan elektrostatik yang mencukupi diperolehi.

2.3 Pemilihan Penyebaran

taip
Contoh & sukatan
Nota
Polielektrolit bukan organik
Sodium hexametaphosphate (SHMP), 0.1–0.5%
Murah; penjerapan menyediakan penstabilan elektrostatik; perhatikan pengenalan Na/P
Polimer organik
Natrium poliakrilat, PVP, PEG, 0.1–1%
Penstabilan sterik, sesuai dengan kepekatan yang lebih tinggi; dos berlebihan membentuk filem apabila pengeringan dan mengganggu pengimejan EM
Surfaktan bukan ionik
Triton X-100, Tween-80, jumlah surih
Membantu membasahkan dan mengurangkan ketegangan permukaan
Pengubahsuaian permukaan
Ejen gandingan silane KH-550 (hidrolisis sebelum cantuman)
Jika hidrofobisiti atau cantuman hiliran diperlukan, ubah suai dahulu, kemudian bersurai

2.4 Parameter Penyerakan Ultrasonik


Sonikator probe: kuasa 300–600 W, mod berdenyut (3 s hidup / 2 s off), 5–15 min jumlah, penyejukan mandi aisSonicator mandi: ketumpatan kuasa rendah, hanya sesuai untuk pra-penyebaran awal

Perkara utama: pemanasan ultrasonik memperhebatkan gerakan Brown dan menyebabkan penggumpalan semula — mandi ais adalah wajib; sonication berlebihan boleh patah zarah atau mendorong transformasi fasa

2.5 Selepas rawatan


Sentrifugasi berkelajuan rendah (2000–4000 rpm, 5 min) untuk mengeluarkan sisa aglomerat besar; gunakan supernatan untuk pemerhatian

Catatkan potensi zeta dan saiz zarah DLS (termasuk PDI) secara selari sebagai bukti sokongan kualiti serakan

3. Penyediaan Contoh Mikroskopi Elektron

3.1 TEM

Cairkan serakan kepada ~0.01–0.05 mg/mL (sedikit lut sinar pada mata)

Jatuhkan 5–10 μL pada grid kuprum filem karbon; tunggu ~1 min

Keluarkan cecair berlebihan dengan kertas penapis; kering secara semula jadi atau di bawah vakum; elakkan pengeringan haba (konveksi terma mendorong penggumpalan)

Pada pembesaran tinggi, tangkap pinggir kekisi / corak SAED untuk membezakan α-Fe₂O₃ daripada γ-Fe₂O₃

3.2 SEM

Jatuhkan pada wafer silikon bersih / aluminium foil dan keringkan; atau celupkan sedikit serbuk pada pita pengalir terus

α-Fe₂O₃ kurang konduktif — sputter-coat dengan Au atau C (5–10 nm) untuk mengelakkan pengecasan

3.3 Pemerhatian dan Penilaian

Pembesaran rendah (×1k–10k): keseragaman keseluruhan, kehadiran aglomerat besar

Pembesaran tinggi (×50k–200k): morfologi zarah primer, tahap monodispersi

Ukur taburan saiz zarah dengan ImageJ (≥100 zarah), laporkan D10/D50/D90

4. Masalah Biasa dan Tindakan Balas

Fenomena
sebab
Tindakan balas
Zarah membentuk rangkaian/gumpalan selepas pengeringan
Gumpalan akibat pengeringan (daya kapilari) — bukan masalah penyebaran itu sendiri
Kurangkan kepekatan; pengeringan vakum/beku; tambah surfaktan surih
Bahan seperti filem / latar belakang berjerebu dalam imej EM
Penyerakan berlebihan membentuk filem apabila pengeringan (mekanisme yang sama seperti kes pembentukan filem penyebaran TiO₂)
Kurangkan dos penyebaran; basuh 2–3 kali dengan sentrifugasi + air ternyahion untuk mengeluarkan lebihan dispersan
Saiz zarah meningkat selepas sonication
Pengglomeran semula akibat terlalu panas
Mandian ais + sonication berdenyut
Morfologi tidak normal (batang / bentuk tidak sekata)
Pencemaran dengan γ-Fe₂O₃ atau sintesis tidak homogen
Sahkan fasa dan ketulenan dengan XRD
Daya tarikan / penggumpalan magnet yang jelas
Sampel mengandungi magnet γ-Fe₂O₃ / Fe₃O₄ (fasa-α hanya feromagnetik lemah dan tidak boleh menarik dengan kuat)
Sahkan dengan XRD; asingkan pecahan magnet secara magnetik terlebih dahulu
Potensi Zeta menghampiri sifar
pH dekat dengan titik isoelektrik
Laraskan pH dari IEP, atau tingkatkan dos penyebaran

5. Pra-semakan Pantas Sebelum EM (jimat masa dan kos)


Ujian pemendapan: mendap jelas dalam masa 1 jam → serakan yang lemah; laraskan pH / tambah dispersant

Potensi Zeta: |ζ| > 30 mV menunjukkan penyebaran yang baik

Saiz DLS dan PDI: PDI < 0.3 menunjukkan taburan saiz yang sempit

iron oxide dispersion





Hantar Pertanyaan


8613929258449
sales03@satnano.com
X
Kami menggunakan kuki untuk menawarkan anda pengalaman menyemak imbas yang lebih baik, menganalisis trafik tapak dan memperibadikan kandungan. Dengan menggunakan tapak ini, anda bersetuju dengan penggunaan kuki kami. Dasar Privasi
Tolak Terima