石墨烯表面疏水性能研究-低場核磁共振技術

什么叫親水性和疏水性？

親水性：指帶有極性基團的分子，對水有較大的親和能力，可以吸引水分子，或易溶解于水。這類分子形成的固體材料的表面，易被水所潤濕。具有這種特性都是物質的親水性。

疏水性：分子偏向于非極性，并因此較會溶解在中性和非極性溶液（如有機溶劑）。疏水性分子在水里通常會聚成一團，而水在疏水性溶液的表面時則會形成一個很大的接觸角而成水滴狀。

材料表面潤濕過程的實質是物質界面發(fā)生性質和能量的變化。當水分子之間的內聚力小于水分子與固體材料分子間的相互吸引力時，材料被水潤濕，此種材料為親水性的，稱為親水性材料；而水分子之間的內聚力大于水分子與材料分子間的吸引力時，則材料表面不能被水所潤濕，此種材料是疏水性的（或稱憎水性），稱為疏水性材料。

石墨烯材料獨牛寺的結構、大的比表面積，使得它擁有優(yōu)異的力學、熱學、電學和磁學性能，在各個領域的應用價值逐漸突顯，逐漸成為很多領域研究的焦點。比表面積是其一個重要的性質，是衡量石墨烯材料性能的一項非常重要的參量，低場核磁共振技術是一種先進的測試懸浮液顆粒表面特性的方法，低場核磁共振法測試時間短，不需要繁瑣的樣品處理過程，無需引入外部試劑。在監(jiān)測懸浮液狀態(tài)下顆粒與溶劑之間的表面化學、親和性、潤濕性等方面具有獨牛寺的優(yōu)勢。

低場核磁共振技術用于石墨烯表面疏水性能研究基本原理

材料的親水性與疏水性與顆粒的團聚與分散存在直接的關聯(lián)，低場核磁共振技術可研究顆粒材料在水中的分散規(guī)律及分散行為與顆粒的潤濕性的關系，通過顆粒間的相互作用了解分散作用機制。

對于潤濕的顆粒體系，顆粒表面會附著一層液相分子，這些液相分子因無機相表面的吸附作用而運動受限。但未與顆粒相接觸的液相分子運動是自由的，液相分子的馳豫時間（relaxation time）與它所處的運動狀態(tài)密切相關，自由狀態(tài)的液相分子的核磁馳豫時間要比束縛狀態(tài)的液相分子的馳豫時間長得多，顆粒分散性更好的體系吸附溶劑量相對更多，弛豫時間也就更短。因此，可以利用低場核磁共振技術來測量懸浮液體系的馳豫時間，并計算顆粒的濕潤比表面積（可利用的吸附表面積），進而用來研究顆粒的團聚狀態(tài)、分散性穩(wěn)定性、親和性以及潤濕性等問題。