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資料簡(jiǎn)介
什么是Zeta電位？
Zeta電位是液體中懸浮的粒子很接近表面位置的靜電勢(shì)1。Zeta電位(ζ)是由膠體中粒子與粒子間的相互作用造成的，因此它可以用來(lái)預(yù)測(cè)膠體體系里粒子聚集的穩(wěn)定性。圖1顯示了懸浮在液體中的粒子及其周?chē)母鞣N概念區(qū)域。Zeta電位指的是液體中滑動(dòng)面或者剪切面的電位。在這個(gè)滑動(dòng)平面內(nèi)，當(dāng)液體在這個(gè)邊界外自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，它與粒子結(jié)合在一起。遠(yuǎn)離粒子的凈電勢(shì)(在液體中)為零。
圖1懸浮在液體中的帶負(fù)電的粒子及其周?chē)母鞣N概念區(qū)域
PS：這個(gè)是另外的一種說(shuō)法，但是要描述的內(nèi)容是一樣的；
由于分散粒子表面帶有電荷而吸引周?chē)姆刺?hào)離子，這些反號(hào)離子在兩相界面呈擴(kuò)散狀態(tài)分布而形成擴(kuò)散雙電層。根據(jù)Stern雙電層理論可將雙電層分為兩部分，即Stern層和擴(kuò)散層。Stern層定義為吸附在電極表面的一層離子(IHP or OHP)電荷中心組成的一個(gè)平面層，此平面層相對(duì)遠(yuǎn)離界面的流體中的某點(diǎn)的電位稱(chēng)為Stern電位。穩(wěn)定層(Stationary layer) (包括Stern層和滑動(dòng)面slipping plane以?xún)?nèi)的部分?jǐn)U散層) 與擴(kuò)散層內(nèi)分散介質(zhì)(dispersion medium)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)的界面是滑動(dòng)面(slipping plane)，該處對(duì)遠(yuǎn)離界面的流體中的某點(diǎn)的電位稱(chēng)為Zeta電位或電動(dòng)電位(ζ-電位)。
測(cè)Zeta電位為什么不能稀釋?zhuān)?/strong>
在水相介質(zhì)中，Zeta電位通常是由于粒子表面的離子離解而產(chǎn)生的，在表面附近留下一個(gè)被反離子云包圍的凈電荷。各種類(lèi)型的離子可以通過(guò)滑動(dòng)面擴(kuò)散進(jìn)來(lái)和出去，滑動(dòng)面允許Zeta電位根據(jù)液體中的離子組成而變化，例如pH值。離子也可以通過(guò)參與滑動(dòng)面內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，從而影響Zeta電位。樣品稀釋可以顯著地改變Zeta電位，因?yàn)殡x子可以吸附或者解析顆粒。因此，Zeta電位可以是正的或負(fù)的，也可以是零(等電點(diǎn)，IEP)，這取決于液體(溶劑)的pH值或離子的類(lèi)型和濃度。
測(cè)量Zeta電位的方法
顆粒過(guò)濾系統(tǒng)可能受益于較低的Zeta電位水平，因?yàn)榫奂w粒更容易去除。大多數(shù)其他膠體系統(tǒng)需要較高的Zeta電位，例如超過(guò)+/- 20毫伏，以大限度地提高殼體壽命。當(dāng)顆粒和涂層表面具有相反的極性時(shí)，涂層往往更有效。Zeta電位通常不能直接測(cè)量。例如，不能將伏特計(jì)探頭靠在粒子表面上以測(cè)量其表面電位。相反，Zeta電位是通過(guò)電泳測(cè)量來(lái)計(jì)算的，電泳測(cè)量是在外加電場(chǎng)下測(cè)量粒子速度，也就是通過(guò)粒子移動(dòng)并測(cè)量其粒子遷移率(見(jiàn)yh-tek。。com/mas)。因此，計(jì)算出的Zeta電位取決于這些計(jì)算中使用的理論，即粒子遷移率與Zeta電位的關(guān)系。另一種測(cè)量大顆?；虮砻骐娢坏姆椒ㄊ菍⒁后w移到靜止的顆粒、纖維或表面上，然后測(cè)量產(chǎn)生的流動(dòng)電位。
電位滴定法測(cè)量Zeta電位和PH的關(guān)系
電位滴定法可用于測(cè)定樣品的等電點(diǎn)。如上所述，IEP可能是可取的或者相反。電位滴定圖可以顯示Zeta電位與pH值之間的關(guān)系變化。這樣的測(cè)量使制造商通過(guò)酸或堿的使用，優(yōu)化產(chǎn)品的運(yùn)輸和儲(chǔ)存。圖2顯示在Ludox TM二氧化硅樣品上自動(dòng)添加1N HCl時(shí)，Zeta電位及電導(dǎo)率的變化。該過(guò)程是由美國(guó)MAS公司生產(chǎn)的超聲電聲法粒度及Zeta電位分析儀Zeta-APS設(shè)備完成的。圖2顯示，在pH<4時(shí)，Zeta曲線接近一個(gè)穩(wěn)定區(qū)域，而電導(dǎo)率增加得更快。這表明，隨著pH值的降低，二氧化硅顆粒逐漸被H+離子飽和。當(dāng)更多的H+離子停留在連續(xù)的水溶劑中時(shí)，電導(dǎo)率增加得更快，而不是通過(guò)滑面向顆粒表面擴(kuò)散。
圖2通過(guò)自動(dòng)電位滴定法將1N HCl加入到10%體積的Ludox TM二氧化硅溶液中
體積滴定法測(cè)定Zeta電位和添加劑的關(guān)系
Zeta-APS儀器還能夠執(zhí)行自動(dòng)體積滴定，即將表面活性劑等試劑以1μL的劑量添加到膠體中。Zeta-APS隨后生成滴定圖，顯示Zeta電位、pH值、電導(dǎo)率和溫度與添加的試劑體積的關(guān)系圖。如果添加的表面活性劑未被顆粒吸附，則它沒(méi)有提供改變電位的粒子1-2，則Zeta與試劑體積的關(guān)系圖將是穩(wěn)定的。
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