Artikel teknis

Dispersi Nanopowder Fe₂O₃ (Besi(III) Oksida) dan Pengamatan Mikroskop Elektron — Protokol Pengoperasian

● 2026-08-20 ● - ● Tinggalkan aku pesan

Ruang lingkup: dispersi air/alkoholbubuk nano α-Fe₂O₃dan evaluasi kualitas dispersi (observasi TEM/SEM)

Asumsi: tujuannya untuk mengevaluasi kualitas dispersi dan morfologi partikel primer; ukuran partikel berskala nano. Untuk persiapan bubur dengan padatan tinggi, tingkatkan kandungan padatan dan sesuaikan dosis pendispersi.

1. Alur Kerja Keseluruhan

Pra-pembasahan → penyesuaian pH / penambahan dispersan → dispersi ultrasonik → sentrifugasi kecepatan rendah (pengambilan supernatan) → Persiapan sampel EM (TEM/SEM) → observasi & evaluasi

2. Protokol Dispersi

2.1 Medium dan Konsentrasi

Media: air (disarankan) atau etanol anhidrat. Air mudah diatur pHnya dan sesuai dengan stabilisasi elektrostatis; etanol mengering lebih cepat, yang membantu persiapan sampel

Konsentrasi awal: 0,5–1 mg/mL (untuk observasi EM); sistem konsentrasi tinggi dapat dikonsentrasikan setelahnya

2.2 Pengendalian pH (rute stabilisasi yang paling ekonomis dan efektif)

Titik isoelektrik (IEP) α-Fe₂O₃ adalah sekitar pH 7 (bervariasi 6,5–8,5 tergantung ukuran partikel dan metode pembuatan)

Geser sistem menjauhi IEP: pH 9–10 (NaOH / amonia) atau pH 3–4 (HCl / asam nitrat), sehingga potensial zeta melebihi |30 mV| dan tolakan elektrostatik yang cukup diperoleh.

2.3 Seleksi Dispersan

Jenis
Contoh & Dosis
Catatan
Polielektrolit anorganik
Natrium heksametafosfat (SHMP), 0,1–0,5%
Murah; adsorpsi memberikan stabilisasi elektrostatik; perhatikan pengenalan Na/P
Polimer organik
Natrium poliakrilat, PVP, PEG, 0,1–1%
Stabilisasi sterik, sesuai dengan konsentrasi yang lebih tinggi; kelebihan dosis membentuk lapisan saat dikeringkan dan mengganggu pencitraan EM
Surfaktan nonionik
Triton X-100, Tween-80, jumlah jejak
Membantu pembasahan dan mengurangi tegangan permukaan
Modifikasi permukaan
Bahan penghubung silan KH-550 (menghidrolisis sebelum pencangkokan)
Jika hidrofobisitas atau pencangkokan hilir diperlukan, modifikasi terlebih dahulu, lalu dispersikan

2.4 Parameter Dispersi Ultrasonik


Sonikator probe: daya 300–600 W, mode pulse (3 detik hidup / 2 detik mati), total 5–15 menit, pendinginan penangas esSonikator mandi: kepadatan daya rendah, hanya cocok untuk pra-dispersi awal

Poin penting: pemanasan ultrasonik mengintensifkan gerakan Brown dan menyebabkan reaglomerasi — mandi es wajib dilakukan; sonikasi yang berlebihan dapat mematahkan partikel atau menyebabkan transformasi fasa

2.5 Pasca perawatan


Sentrifugasi kecepatan rendah (2000–4000 rpm, 5 menit) untuk menghilangkan sisa aglomerat besar; gunakan supernatan untuk pengamatan

Catat potensi zeta dan ukuran partikel DLS (termasuk PDI) secara paralel sebagai bukti pendukung kualitas dispersi

3. Persiapan Sampel Mikroskop Elektron

3.1 TEMP

Encerkan dispersi hingga ~0,01–0,05 mg/mL (sedikit tembus pandang ke mata)

Jatuhkan 5–10 μL ke dalam jaringan tembaga film karbon; tunggu ~1 menit

Serap kelebihan cairan dengan kertas saring; keringkan secara alami atau di bawah vakum; hindari pengeringan panas (konveksi termal menyebabkan aglomerasi)

Pada perbesaran tinggi, tangkap pinggiran kisi / pola SAED untuk membedakan α-Fe₂O₃ dari γ-Fe₂O₃

3.2 SEM

Letakkan di atas wafer silikon/aluminium foil yang bersih dan keringkan; atau celupkan sedikit bedak ke pita konduktif secara langsung

α-Fe₂O₃ memiliki konduktifitas yang buruk — lapisi dengan Au atau C (5–10 nm) untuk mencegah pengisian daya

3.3 Observasi dan Evaluasi

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

Pembesaran tinggi (×50k–200k): morfologi partikel primer, derajat monodispersitas

Ukur distribusi ukuran partikel dengan ImageJ (≥100 partikel), laporkan D10/D50/D90

4. Permasalahan Umum dan Penanggulangannya

Gejala
Menyebabkan
Tindakan balasan
Partikel membentuk jaringan/gumpalan setelah dikeringkan
Aglomerasi yang disebabkan oleh pengeringan (kekuatan kapiler) — bukan merupakan masalah dispersi itu sendiri
Turunkan konsentrasi; pengeringan vakum/beku; tambahkan jejak surfaktan
Materi seperti film/latar belakang kabur pada gambar EM
Dispersan yang berlebihan membentuk lapisan film pada saat pengeringan (mekanismenya sama dengan kasus pembentukan lapisan dispersi TiO₂)
Kurangi dosis pendispersi; cuci 2–3 kali dengan sentrifugasi + air deionisasi untuk menghilangkan kelebihan pendispersi
Ukuran partikel meningkat setelah sonikasi
Aglomerasi ulang yang disebabkan oleh panas berlebih
Mandi es + sonikasi berdenyut
Morfologi tidak normal (batang/bentuk tidak beraturan)
Kontaminasi dengan γ-Fe₂O₃ atau sintesis tidak homogen
Konfirmasikan fase dan kemurnian dengan XRD
Daya tarik / aglomerasi magnet yang jelas
Sampel mengandung magnet γ-Fe₂O₃ / Fe₃O₄ (fasa α hanya bersifat feromagnetik lemah dan tidak boleh tarik menarik kuat)
Konfirmasikan dengan XRD; pisahkan fraksi magnetik secara magnetis terlebih dahulu
Potensi Zeta mendekati nol
pH mendekati titik isoelektrik
Sesuaikan pH dari IEP, atau tingkatkan dosis pendispersi

5. Quick Pre-check Sebelum EM (menghemat waktu dan biaya)


Uji sedimentasi: pengendapan yang jelas dalam 1 jam → dispersi buruk; sesuaikan pH / tambahkan dispersan

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

Ukuran DLS dan PDI: PDI <0,3 menunjukkan distribusi ukuran yang sempit

iron oxide dispersion





mengirimkan permintaan


8613929258449
sales03@satnano.com
X
Kami menggunakan cookie untuk menawarkan Anda pengalaman penelusuran yang lebih baik, menganalisis lalu lintas situs, dan mempersonalisasi konten. Dengan menggunakan situs ini, Anda menyetujui penggunaan cookie kami. Kebijakan Privasi
Menolak Menerima