談粒度不得不說(shuō)zeta電位,很多微納米產(chǎn)品都需要表征其穩(wěn)定性,粒度大小、zeta電位、PH值、溫度、產(chǎn)品配方等會(huì)影響樣品穩(wěn)定性,而zeta電位是樣品穩(wěn)定性比較直觀的一個(gè)參數(shù)。
很多資料都談及樣品的zeta電位juedui值在30mV以上就表示樣品比較穩(wěn)定。事實(shí)是如此嗎?30mV是體系的平均zeta電位,對(duì)于樣品中每一個(gè)顆粒的zeta電位是否是一樣呢?相信你看完上海艾飛思的分享會(huì)有一個(gè)答案。
1. 什么是zeta電位?
粒子表面存在的凈電荷,影響粒子界面周?chē)鷧^(qū)域的離子分布,導(dǎo)致接近表面抗衡離子(與粒子電荷相反的離子)濃度增加。于是,每個(gè)粒子周?chē)嬖陔p電層。
結(jié)合上圖大家可以看出,繞粒子的液體層存在兩部分:一是內(nèi)層區(qū),稱為緊密層(Stern層),其中離子與粒子緊緊地結(jié)合在一起;另一個(gè)是擴(kuò)散層,其中離子松散地與粒子相吸附。
在分散層內(nèi),有一個(gè)抽象邊界,在邊界內(nèi)的離子和粒子形成穩(wěn)定實(shí)體。當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)時(shí),在此邊界內(nèi)的離子隨著粒子運(yùn)動(dòng),但此邊界外的離子不隨著粒子運(yùn)動(dòng)。這個(gè)邊界稱為流體力學(xué)剪切層或滑動(dòng)面(slipping plane)。在這個(gè)邊界上存在的電位即稱為Zeta電位。
2. 常見(jiàn)的測(cè)試zeta電位方法有幾種?
1)電泳光散射法
市面上常見(jiàn)的測(cè)試zeta電位的方法是利用光學(xué)法,也就是電泳光散射法,由于此方法可以和動(dòng)態(tài)光散射法相結(jié)合,隨著納米粒度及zeta電位儀的市場(chǎng)擴(kuò)大,這種方法也被廣大客戶接受,執(zhí)行ISO-13099-2標(biāo)準(zhǔn)。
此方法的弊端有:
* 樣品必須要進(jìn)行稀釋后測(cè)試;
* 不同濃度對(duì)測(cè)試結(jié)果影響比較大;
* 測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較差,一般在±10mV以內(nèi);
市面上常見(jiàn)的廠家有法國(guó)Cordouan,英國(guó)馬爾文等品牌。
2)超聲電聲法(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO-13099-1)
電聲法是采用聲波信號(hào),因此設(shè)備有聲波的優(yōu)勢(shì)。穿透力強(qiáng),可以進(jìn)行原液測(cè)試。原液測(cè)試樣品的zeta電位時(shí)和稀釋后測(cè)試結(jié)果會(huì)不一樣,因?yàn)樵簳r(shí)顆粒的雙電層被壓縮。
目前市面上典型的廠家有美國(guó)DT,美國(guó)MAS。
此方法優(yōu)勢(shì)有:
* 樣品無(wú)需稀釋,原液進(jìn)行測(cè)試分析樣品的粒徑和zeta電位值,更加準(zhǔn)確表征樣品本身狀態(tài)。
* 測(cè)試結(jié)果重復(fù)性比較好。一般在±0.3mV以內(nèi)。
* 可以測(cè)試微觀參數(shù),如德拜長(zhǎng)度,杜坎數(shù),雙電層的面電荷密度等。
3)流動(dòng)電位法
以上兩種方法主要是測(cè)試液體的zeta電位,有很多客戶需要測(cè)試固體表面的zeta電位,中空纖維內(nèi)部的zeta電位,膜表面的zeta電位等如下圖各式樣品,此時(shí)即需要流動(dòng)法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。即在樣品池中加入樣品,在一定壓力梯度下將緩沖液推入樣品池,緩沖液會(huì)帶動(dòng)樣品表面的電荷流向樣品池兩邊的電極,測(cè)試得到電壓值。
目前市面上只有兩家企業(yè)有此項(xiàng)技術(shù),法國(guó)CAD和安東帕。各家都有其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
所以,測(cè)試zeta電位時(shí)更重要的是要清楚的知道樣品中有多少zeta電位值比較小的顆粒存在!然后想辦法減小此部分的含量。
此方法優(yōu)勢(shì):
* 可以得到zeta電位分布情況;
* 得到每個(gè)粒子的zeta電位值;
* 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)不同zeta電位的顆粒的數(shù)量,從而得到百分比;
* 可視化,直觀的看到粒子的運(yùn)動(dòng)速度和軌跡,便于教學(xué)演示;
* 可以測(cè)試氣泡的zeta電位值;
* 能夠區(qū)分顆粒修飾程度和表面修飾結(jié)構(gòu)的不同;