【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿物基础物性分析，具体涉及一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法。
技术介绍
1、矿粉经过破碎、解理后形成的新表面具有一定的能量，它是由碎裂过程中机械能转换而来的，受到元素组成、晶体结构、接触介质、环境湿度等多重因素的影响。不管是地灾监测防护、地球深部资源开发，还是人工改性矿物表面制备复合材料，都涉及到表面能的表征。而矿粉具有形状不规则，粒径差异大且多集中在微纳尺度的特点，目前多采用静滴法、板/柱毛细法等方法直接或间接获得接触角信息，再通过基于yong方程基础上推导来的公式计算得到表面能。
2、上述接触角法目前是测定固体表面能应用最广泛的方法，但存在一定缺陷，已有文献表明，测试过程中气体吸附、接触角迟滞、线性张力等都会直接影响接触角大小从而影响表面能的计算结果；同时在计算上，所推导的公式均带有假设前提条件，表面能也即是在假定条件下计算得到的理论值，这些都会导致表面能的差异，从而引发争议。
3、为了排除接触角法间接测试带来的干扰，有必要研究出一种更加快速、简便的矿物颗粒表面能直接测定方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供了一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法。依托光密度检测设备能够轻松实现对微纳矿物颗粒表面能的直接测定，为今后矿物颗粒表面能的表征提供便利。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
3、本专利技术提供了一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，包括以下步
4、s1、配制不同体积分数的乙醇水溶液，获得不同体积分数的乙醇水溶液的表面张力值；
5、s2、分散体系配制，将待测矿物颗粒分别加入后步骤s1得到的乙醇水溶液中，混合均匀，然后静置自然沉降，取上清液，获得上清液的光密度值；
6、s3、以不同体积分数的乙醇水溶液的表面张力为横坐标，测定得到的光密度值为纵坐标，绘制散点图，进行数据拟合，曲线峰值对应的乙醇水溶液表面张力即为待测颗粒表面能。
7、进一步的，步骤s1中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数在0～100％。
8、进一步的，配制至少20种不同体积分数的乙醇水溶液。
9、进一步的，步骤s2中，所述待测矿物颗粒的粒径范围10nm～10μm。
10、进一步的，所述待测矿物颗粒的加入量与所述乙醇水溶液的质量体积比为0.1g:1ml。
11、进一步的，步骤s1中，表面张力的测定方法为挂片法。
12、进一步的，步骤s2中，光密度测定的方法为采用酶标仪。即光密度是通过被检测物吸收光的能量来定量测量其浓度的。
13、进一步的，所述矿物颗粒包括造岩矿物和黏土矿物。
14、造岩矿物是指组成岩石的矿物，它们大部分是硅酸盐矿物和碳酸盐矿物常见的造岩矿物只有十多种，如石英，长石，云母，角闪石和辉石等。
15、黏土矿物是指具有层状构造的含水铝硅酸盐矿物，是构成黏土岩、土壤的主要矿物组分，如高岭石、蒙脱石、伊利石等。
16、进一步的，步骤s3中，使用origin进行拟合来确定最大光密度值，所述最大光密度值对应的表面张力值为待测矿物颗粒的表面能值。
17、进一步的，重复步骤s1～步骤s3三次，表面张力值取三次平均值，即为待测矿物颗粒的表面能值。
18、与现有技术比较，本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：
19、本专利技术提供的表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法依赖于胶体稳定性dlvo理论，当粒子间的范德华吸引力最小时颗粒达到最大分散状态，分散体系中探测液的表面张力即为分散颗粒的表面能。而分散体系的分散状态可以轻松通过酶标仪测得光密度获悉，最大光密度对应的即是最大分散状态。本专利技术的最大亮点在于能够通过光密度峰值直接获取待测矿物微粒表面能，通过几种常见的实验材料和设备，轻松简便的操作流程，即可对矿物微粒的表面能进行定量表征，这种低成本并且易于使用的方法，为在微纳尺度上直接表征各类矿物或其他更广泛类型颗粒的表面能研究奠定了基础。
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1.一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，步骤S1中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数在0～100％。
3.如权利要求2所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，配制至少20种不同体积分数的乙醇水溶液。
4.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，步骤S2中，所述待测矿物颗粒的粒径范围10nm～10μm。
5.如权利要求4所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，所述待测矿物颗粒的加入量与所述乙醇水溶液的质量体积比为0.1g:1mL。
6.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，步骤S1中，表面张力的测定方法为挂片法。
7.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，步骤S2中，光密度测定的方法采用酶标仪测定。
8.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测
9.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，步骤S3中，使用Origin进行拟合来确定最大光密度值，所述最大光密度值对应的表面张力值为待测矿物颗粒的表面能。
10.如权利要求9所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，重复步骤S1～步骤S3三次，表面张力值取三次平均值，即为待测矿物颗粒的表面能。
...【技术特征摘要】
1.一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，步骤s1中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数在0～100％。
3.如权利要求2所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，配制至少20种不同体积分数的乙醇水溶液。
4.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，步骤s2中，所述待测矿物颗粒的粒径范围10nm～10μm。
5.如权利要求4所述的一种表征微纳矿物颗粒表面能的光学测试方法，其特征在于，所述待测矿物颗粒的加入量与所述乙醇水溶液的质量体积比为0.1g:1ml。
6.如权利要求1所述的一种表征微纳矿物...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶征涛，宁伏龙，刘东岩，刘志辉，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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