研究目的
为探究少层黑磷(BPs)在环境相关条件下的胶体稳定性和聚集行为,重点研究电解质(NaCl和CaCl2)及天然有机质(NOM)的影响。
研究成果
BPs在水性环境中比氧化石墨烯等其他二维纳米材料具有更高的胶体稳定性,天然有机质(NOM)通过空间位阻和隔离机制显著增强其稳定性,形成"NOM冠层"结构。这表明其在自然水体中可能具有长期持久性和迁移能力,需进一步研究其环境行为。
研究不足
该研究聚焦于特定电解质和天然有机物(NOM)浓度;其他环境因素(如不同NOM来源、溶解氧、阳光及pH值变化)的影响尚未充分探究,需进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用动态光散射(DLS)测量聚集动力学,遵循DLVO和舒尔茨-哈迪规则等经典胶体理论。
2:样品选择与数据来源:
黑磷(BPs)通过水剥离法从购买的晶体中制备;天然有机物(NOM)取自苏万尼河。
3:实验设备与材料清单:
仪器包括zeta PALS分析仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、扫描透射电镜-电子能量损失谱(STEM-EELS)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、总有机碳分析仪(TOC)、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪(XPS)。材料包括BPs晶体、氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl?)、NOM。
4:实验步骤与操作流程:
对BPs进行剥离和表征;在pH 5.5条件下,测量含与不含NOM的电解质溶液中的聚集动力学;采用多种技术进行表征。
5:5条件下,测量含与不含NOM的电解质溶液中的聚集动力学;采用多种技术进行表征。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过附着效率计算、统计均值与标准差分析数据,并与理论模型进行比较。
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获取完整内容-
zeta PALS analyzer
90 Plus
Brookhaven Instruments
Used to determine hydrodynamic diameters and zeta potentials of BPs under different experimental conditions.
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sonicator
JY88-IIN
Scientz
Used for sonication during the exfoliation of BPs crystals.
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ICP-OES
Used to determine the concentration of the BPs stock solution.
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TOC analyzer
Used to quantify the concentration of NOM.
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AFM
Used to determine physical dimensions and surface morphology of BPs.
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SEM
field-emission scanning electron microscopy
Used to determine physical dimensions of BPs.
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Raman spectrometer
Used to study the surface chemistry of BPs.
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XPS
Used to study the surface chemistry of BPs.
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TEM
Used to study surface morphology changes of BPs.
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STEM-EELS
scanning TEM-electron energy loss spectroscopy
Used to elucidate the role of NOM in stabilizing BPs.
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Millipore water system
Milli-Q
Millipore
Used to produce ultrapure water for experiments.
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BPs crystals
XF Nano
Source material for preparing few-layered black phosphorus.
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NOM
SRNOM, 2R101N
International Humic Substances Society
Used as natural organic matter in experiments.
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