對(duì)于納米粉體采取適當(dāng)?shù)氖侄巫柚乖Ｗ釉賵F(tuán)聚以使團(tuán)聚體徹底分散，才能獲得良好的分散效果，因此，在分散過(guò)程中必須使每一個(gè)新形成的粒子表面迅速被介質(zhì)潤(rùn)濕，即被分散介質(zhì)所隔離，才能防止重新聚集，并有足夠高的能量以防止粒子間相互膨脹接觸，重新團(tuán)聚。

    納米粉體分散在介質(zhì)中，由于顆粒的尺寸在納米級(jí)，所形成的懸浮液屬于膠體的范疇。一般情況下，由于納米粉體的表面能非常大，膠體懸浮液是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，但是，如果有一個(gè)能壘的存在，則膠體可以存在動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定作用來(lái)源于雙電層斥力和靜態(tài)相互作用力。假如相互作用力足夠大，可以提供能壘，將可以防止或破壞納米顆粒的團(tuán)聚。所有納米粉體在介質(zhì)中的分散問(wèn)題均與此有關(guān)。

    分散體系的穩(wěn)定性是指某種性質(zhì)(例如分散相濃度、顆粒大小、體系黏度和密度等)有一定程度的不變性。由于納米粒子的粒徑近似于膠體粒子，所以可以借助膠體穩(wěn)定理論來(lái)探討納米粒子在液體介質(zhì)中的分散性。

    綜上所述，膠體的穩(wěn)定或聚沉取決于膠粒之間的排斥力和吸引力。排斥力使顆粒之間分散，增加微粒在介質(zhì)中的穩(wěn)定性，而吸引力則使微粒團(tuán)聚。所以，根據(jù)這兩種力產(chǎn)生的原因及其相互作用，納米粉體在介質(zhì)中的分散性可以用膠體理論加以討論。膠體分散有三大穩(wěn)定理論：DLV0理論、空間位阻穩(wěn)定理論、空缺穩(wěn)定理論，下面分別加以介紹。

    一、DLV0理論

    DLV0理論是研究帶電膠粒穩(wěn)定性的理論。它是l941年由前蘇聯(lián)的德?tīng)柤永ズ屠实?SPAN lang=EN-US>(Dariaguin and Landon)以及l948年由荷蘭的維韋和奧弗比克(Verwey and Overbeek)分別獨(dú)立提出來(lái)的，取四人名字第一個(gè)字母，因此，稱(chēng)為DLV0理論。DLV0理論主要是通過(guò)粒子的雙電層理論來(lái)解釋分散體系穩(wěn)定的機(jī)理及影響穩(wěn)定性的因素。根據(jù)雙電層模型，顆粒表面帶電荷，顆粒被離子氛包圍(如圖1所示)。

    圖1中膠粒帶正電，線圈表示正電荷的作用范圍。由于離子氛中反離子的屏蔽效應(yīng)，線圈以外不受膠粒電荷的影響，因此，當(dāng)兩個(gè)粒子趨近而離子氛尚未接觸時(shí)，粒子間并無(wú)排斥作用；當(dāng)粒子相互接近到離子氛發(fā)生重疊時(shí)(見(jiàn)圖2)，處于重疊區(qū)中的離子濃度顯然較大，破壞了原來(lái)電荷分布的對(duì)稱(chēng)性，引起了離子氛中電荷的重新分布，即離子從濃度較大區(qū)間向未重疊區(qū)間擴(kuò)散，使帶正電的粒子受到斥力而相互脫離，這種斥力是通過(guò)粒子間距離表示。位能曲線上出現(xiàn)一峰值U，稱(chēng)為位壘，只要位壘足夠高，顆粒的運(yùn)動(dòng)無(wú)法克服它，則膠體就保持穩(wěn)定。   

圖1顆粒表面雙電層

圖2顆粒表面離子氛重疊狀態(tài)

圖3兩顆粒位能與距離關(guān)系曲線

    由圖3可知，當(dāng)兩粒子相距較遠(yuǎn)時(shí)，離子氛尚未重疊，粒子間“遠(yuǎn)距離”的吸引力在起作用，即引力占優(yōu)勢(shì)，曲線在橫軸以下，總位能為負(fù)值；隨著距離的縮短，離子氛重疊，此時(shí)斥力開(kāi)始出現(xiàn)，總位能逐漸上升為正值，斥力也隨距離變小而增大，至一定距離時(shí)出現(xiàn)一個(gè)能峰U_R。位能上升至最大點(diǎn)，意味著兩粒子間不能進(jìn)一步靠近，或者說(shuō)它們碰撞后又會(huì)分離開(kāi)來(lái)。如越過(guò)位能峰，位能即迅速下降，說(shuō)明當(dāng)粒子間距離很近時(shí)，離子氛產(chǎn)生的斥力，正是微粒顆粒避免團(tuán)聚的重要因素，離子氛所產(chǎn)生斥力的大小取決于雙電層厚度。因此，可通過(guò)向分散系中加入能電解的物質(zhì)如六偏磷酸鈉、氯化鈉、硝酸鈉于懸浮液中來(lái)降低電位，也可以加入與顆粒表面電荷相同的離子表面活性劑，因?yàn)樗奈綍?huì)導(dǎo)致表面動(dòng)電

位增大，從而使體系穩(wěn)定性提高。

    二、空間位阻穩(wěn)定理論   

    應(yīng)用DLV0理論解釋一些高聚物或非離子表面活性劑的膠體物系的穩(wěn)定性時(shí)往往遇到麻煩，其重要原因是忽略了吸附聚合物層的作用。膠體吸附聚合物之后產(chǎn)生一種新的排斥位能——空間斥力位能，因此存在聚合物吸附層時(shí)，顆粒之間的總位能：

E=E_A+E_R+E_S    (5—1)

式中E_A——微粒之間吸引能；

E_R——微粒之間排斥能；

E_s——微粒之間空間斥力位能。

    由上式可知，E_S對(duì)膠體的穩(wěn)定性起到重要作用，故稱(chēng)其穩(wěn)定理論為空間位阻穩(wěn)定理論。

    三、空缺穩(wěn)定理論

    由于顆粒對(duì)聚合物產(chǎn)生負(fù)吸附，在顆粒表面層，聚合物濃度低于溶液的體相濃度。這種負(fù)吸附現(xiàn)象導(dǎo)致顆粒表面形成一種“空缺層”，當(dāng)空缺層發(fā)生重疊時(shí)就會(huì)產(chǎn)生斥力能或吸引能，使物系的位能曲線發(fā)生變化。在低濃度溶液中，吸引能占優(yōu)勢(shì)，膠體穩(wěn)定性下降。在高濃度溶液中，斥力能占優(yōu)勢(shì)，使膠體穩(wěn)定。由于這種穩(wěn)定是靠空缺層的形成，故稱(chēng)空缺穩(wěn)定理論。

    在膠體穩(wěn)定性研究中，分散劑由于能顯著地改變懸浮顆粒的表面狀態(tài)和相互作用而成為研究的焦點(diǎn)。分散劑在懸浮液中可以吸附在顆粒表面，提高顆粒的排斥勢(shì)能而阻止微粒的團(tuán)聚。但分散劑在粉體表面的吸附有一最佳值，只有在分散劑達(dá)到飽和吸附量時(shí)，懸浮液的黏度才最小，體系才穩(wěn)定。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)，溶液的酸堿性顯著地影響分散劑在粉體表面的吸附狀況。