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(zhì)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(zhì)是物質(zhì)界面發(fā)生性質(zhì)和能量的變化。當水分子之間的內(nèi)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(nèi)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(zhì)，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。