等温滴定量热法作为量化和深入理解 TiO2 纳米颗粒与腐殖酸相互作用过程中团聚机制的有力工具
材料科学
2021-09-21 v1
摘要
通过等温滴定量热法并测量结合过程中交换的热量，研究了工程化 TiO2 纳米颗粒与 Suwannee River 腐殖酸之间的结合过程，从而确定了热力学参数（焓变、吉布斯自由能和熵）及反应参数（结合亲和常数、反应化学计量比）。我们的结果表明，强烈的 TiO2-Suwannee River 腐殖酸相互作用在熵和焓上均是有利的，表现为放热结合反应，且混合顺序也是一个重要参数。高浓度的腐殖酸会诱导 homoagglomeration（同种团聚，即"自"组装），并被证明有利于焓驱动的结合过程。还考虑了光散射技术来研究 TiO2 表面电荷修饰和团聚机制的影响。研究发现，一旦 TiO2-腐殖酸络合物实现电荷反转，patch mechanism（斑块机制）和 bridging mechanism（桥接机制）会导致大团聚体的形成。此外，由于腐殖酸的两亲特性，van der Waals interactions（范德华相互作用）在相互作用过程中也被发现起着重要作用。
引用
@article{arxiv.1509.04128,
title = {Isothermal titration calorimetry as a powerful tool to quantify and better understand agglomeration mechanisms during interaction processes between TiO2 nanoparticles and humic acids},
author = {Frédéric Loosli and Letícia Vitorazi and Jean-François Berret and Serge Stoll},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.04128},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 6 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1506.05637