基于局部介电环境的纳米颗粒表面修饰的定量方法

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面化学 表面化学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 氧化物纳米颗粒 (NP),如二氧化 (SiO),由于它们的水友表面,通常在有机介质中分散性差.
• 使用西兰合剂进行表面修饰是提高NP与低介电常数溶剂和聚合物的兼容性的关键策略.

研究的目的:

• 为了量化评估SiO₂NP的表面修饰,使用了八三西兰 (OTES) 和十二三西兰 (DTES).
• 研究表面修饰对NP属性的影响,包括汉森溶解度参数 (HSP) 和局部介电环境.
• 为了确定表面修改程度和修改后的NP的介电性质之间的相关性.

主要方法:

• 使用OTES (C8) 和DTES (C12) 的SiO₂NP的功能化.
• 使用修饰剂与西兰醇组 (θ) 的比率和有机修饰剂体积分数 (φ _R) 的表面修饰物的定量评估.
• 使用汉森溶解度参数 (HSP) 对表面特性进行表征,并使用溶解色染料对局部介电环境进行分析 (Laurdan).

主要成果:

• 表面修饰显著改变了SiO₂NP的极性 (δ _P).
• 在有机修饰剂的体积分数 (φ) 和围绕NP的明显介电环境 (ε) 之间观察到强烈的相关性.
• 表面修饰的NP具有较高的φ_R (≥0.15) 显示了组织良好的修饰剂,由泛极化 (GP) > 0.

结论:

• 有机修饰剂的体积分数 (φ _R) 是理解表面修饰NP的特性的一种可靠指标.
• 通过分析 φ _R ,可以有效地预测NP表面的局部介电环境和修饰物的组织.
• 表面介电环境 (ε _app) 和泛极化 (GP) 是描述无机-有机杂交NP的有价值工具.