材料科学基础试验课件-Zeta电位的测定

1、1Zeta电位测定电位测定Zeta电位的测定电位的测定仪器设备：Zeta Probe测试原理：电声学原理2Zeta 电位测定仪电位测定仪ZetaProbeZetaProbe 测定仪测定仪特点及优点特点及优点u 无须进行样品稀释，样品浓度最高可无须进行样品稀释，样品浓度最高可以为以为 60%(V/V) 。u 拥有已申请专利的多频电声学测量技拥有已申请专利的多频电声学测量技术。术。u 标准配置具有自动滴定装置标准配置具有自动滴定装置u 能快速精确地测定等电点（能快速精确地测定等电点（IEP）。）。u 采用坚固的浸入式检测传感器，容易采用坚固的浸入式检测传感器，容易清洗。清洗。u 可对糊状及胶态样品

2、进行测定。可对糊状及胶态样品进行测定。u 可自动校正颗粒粒度效应，配有底部可自动校正颗粒粒度效应，配有底部轴向搅拌，可处理高粘度样品，不易轴向搅拌，可处理高粘度样品，不易沉淀。沉淀。Zeta电位测定电位测定3背景资料背景资料 胶体胶体u胶体是一种颗粒分散在流体中的悬浮体胶体是一种颗粒分散在流体中的悬浮体u通常颗粒的直径小于通常颗粒的直径小于 1 微米，微米，u许多样品均属于胶体，如油漆、墨水、牛奶、血液，以及许多样品均属于胶体，如油漆、墨水、牛奶、血液，以及许多药品和食品。许多药品和食品。4颗粒的电荷颗粒的电荷u胶体颗粒是带有电荷的胶体颗粒是带有电荷的u可通过各种手段来控制其电荷，如调节可通过

3、各种手段来控制其电荷，如调节 pHu每一个颗粒均被带相反电荷的离子扩散云所包围每一个颗粒均被带相反电荷的离子扩散云所包围5双电层双电层扩散云扩散云 + 表面电荷表面电荷 = 双电层双电层离子扩散云颗粒表面具有相反的电荷6Zeta 电位电位 + 颗粒颗粒 测定这里的测定这里的 电位电位 电位电位 0 距离距离 在扩散双电层中在扩散双电层中 电位逐步下降电位逐步下降 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 电荷相反的离子电荷相反的离子 re7扩散层的厚度扩散层的厚度 扩散层的厚度扩散层的厚度 - -1 由下

4、式给定由下式给定110nmc其中其中 c 为电介质的浓度，单位为为电介质的浓度，单位为mM（毫摩尔（毫摩尔）这样，对于浓度为这样，对于浓度为1 mM的盐溶液，的盐溶液， -1 = 10 nm， 浓度为浓度为100 mM的盐溶液，的盐溶液， -1 = 1 nm。8 电位的重要意义电位的重要意义 Zeta电位能影响以下性能电位能影响以下性能 ：o 流变特性流变特性o 过滤过滤/脱水特性脱水特性o 储存寿命储存寿命o 胶体稳定性胶体稳定性 Zeta 电位是表面化学的一种度量单位，（例如颗粒表面的电位是表面化学的一种度量单位，（例如颗粒表面的涂层类型）。涂层类型）。9 决定了颗粒之间的力决定了颗粒之间

5、的力假如 足够高, 颗粒依然处于分散状态电排斥力 2范德华引力合力10ZetaProbe 仪实物图仪实物图传感器探头装在底搅拌器中传感器探头装在底搅拌器中所施加的电场穿越这个间隙用内装的传感器测量11电声学测量原理u在胶体溶液两侧施以电压会产生在胶体溶液两侧施以电压会产生声波声波u 测量所产生的声波，就可以计测量所产生的声波，就可以计算颗粒的动态迁移率算颗粒的动态迁移率dynamic mobility压电传感器压电传感器声延迟线声延迟线12电声学测量原理( )sgpsgz zESAAzz仪器因素仪器因素颗粒的颗粒的体积分率体积分率颗粒的颗粒的密度密度溶剂溶剂的的密度密度声学阻声学阻抗因子抗因子

6、13为什么为什么 ESA 会和会和 Zeta 电位有关联？电位有关联？+ 电位越大，颗粒的运动速度就越快，这样颗粒就会发射电位越大，颗粒的运动速度就越快，这样颗粒就会发射出更强的声波。出更强的声波。14为什么为什么 ESA 会和会和 Zeta 电位有关联？电位有关联？+time颗粒粒径越大，其运动速度就越慢，颗粒粒径越大，其运动速度就越慢，声强的变化就会滞后于电场的变化声强的变化就会滞后于电场的变化所以所以ESA中的相位滞后是中的相位滞后是与颗粒粒径有关的与颗粒粒径有关的15实验步骤实验步骤u检查检查Zeta Probe主机及其配件是否完好。主机及其配件是否完好。u开启电脑和开启电脑和Zeta Probe主机，打开测试软件。主机，打开测试软件。u进行温度校准。进行温度校准。u进行进行pH探头校准。探头