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·34· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
2.3 AGNPs 在不同 pH 下的 Zeta 电位分析 为氨基化明胶分子链上游离的氨基与戊二醛上的醛
Zeta 电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力强度 基发生 Schiff 碱反应生成的醛亚胺(CH==N)生色
的度量,其数值与胶粒分散的稳定性相关。其绝对 基团 [24] ;AGNPs 分散液呈橘黄色可能是由于颗粒结
值越大,表明胶粒间的静电排斥作用越强,越不容 构中氨乙基的引入影响了 C==N 与戊二醛自身缩合
易发生聚集 [22] 。AGNPs 在不同 pH 条件下的 Zeta 电 形成的 C==C 间的共轭效应(C==C—C==N) [25] 。由
位如图 3 所示。 图 4b 和图 4c 可知,相比 GNPs,新制备的 AGNPs
的平均粒径(240 nm)有所增大,但分布变窄。这可
能因为氨基化明胶在制备过程经过透析处理,去除
了一些分子量较小的分子,提高了分子量分布的均
匀性。粒径稳定性测试结果还表明,6 个月后 GNPs
的粒径增大了约 160 nm,且分布变宽;而 AGNPs
的粒径变化不明显,说明储存稳定性很好。
图 3 AGNPs 在不同 pH 条件下的 Zeta 电位
Fig. 3 Zeta potential of AGNPs at different pH values
由图 3 可知,pH = 2~7,AGNPs 带正电,且 Zeta
电位绝对值高于 30 mV,表明颗粒具有良好的稳定
性 [16] 。随着 pH 的增大,AGNPs 上—NH 2 的质子化
程度减弱,正电荷减少。当 pH≈9.3 时,颗粒表面
净电荷为零,即为 AGNPs 的等电点(IEP)。相比氨
基化明胶(IEP =11.5),AGNPs 的等电点降低,表
明酸性条件下氨基化明胶分子链上的部分氨基与戊
二醛发生了希夫碱反应。此外,AGNPs 比 GNPs
(IEP=4.5 [13] )的等电点高,表明 AGNPs 表面携带
有更多的氨基;进一步的颗粒表面氨基含量测试结
果(GNPs:0.225 mmol/g,AGNPs:0.519 mmol/g)
也表明了这一点。继续增大 pH,AGNPs 开始带负
电,说明 AGNPs 仍存在部分可解离的—COOH。另外,
[13]
相比 GNPs 分散液≈-18 mV(pH=8.0,2 g/L) ,相
同质量浓度的 AGNPs 分散液的 pH=5.0,ζ≈35 mV,
即 AGNPs 呈弱酸性,表面净电荷更多,颗粒间的静
电排斥作用更强,因此,AGNPs 分散液的稳定性更
强 [22] 。另一方面,当带有大量电荷的 AGNPs 吸附
于 Pickering 乳液的油-水界面上时,有利于颗粒在
界面的均匀分散 [13] ;而且,乳液液滴间较强的静电
排斥作用,也有利于乳液的稳定 [23] 。
2.4 AGNPs 和 GNPs 的粒径、颜色及储存稳定性 图 4 GNPs 和 AGNPs 分散液的光学照片(a)以及放置
比较 不同时间的粒径分布图(b、c)
Fig. 4 Photographs (a) and particle size distribution of
新制备的 GNPs 和 AGNPs 分散液(50 g/L)的 GNPs (b) and AGNPs (c) after storage for 6 months
外观对比和粒径分布(pH≈4)如图 4 所示。
由图 4a 可知,碱性条件下(pH=12)制备的 2.5 AGNPs 的 SEM 及 AFM 分析
GNPs 分散液颜色呈粉红色 [13,16] ,而酸性条件下(pH = AGNPs 的 SEM 形貌图如图 5 所示,AFM 测试
4)制备的 AGNPs 呈现橘黄色。纳米颗粒生色是因 图如图 6 所示。