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2024-03-11 15:57| 来源: 网络整理| 查看: 265

Zeta电位可用来作为胶体体系稳定性的指示:

如果颗粒带有很多负的或正的电荷,也就是说很高的Zeta电位,它们会相互排斥,从而达到整个体系的稳定性。

如果颗粒带有很少负的或正的电荷,也就是说它的Zeta电位很低,它们会相互吸引,从而达到整个体系的不稳定性。

一般来说,,Zeta电位愈高,颗粒的分散体系愈稳定,水相中颗粒分散稳定性的分界线一般认为在+30mV或-30mV,如果所有颗粒都带有高于+30mV或低于-30mV的zeta电位,则该分散体系应该比较稳定。

3、影响Zeta电位的因素

分散体系的Zeta电位可因下列因素而变化:

A. pH 的变化

B. 溶液电导率的变化

C. 某种特殊添加剂的浓度,如表面活性剂,高分子

测量一个颗粒的zeta势能作为上述变量的变化可了解产品的稳定性,反过来也可决定生成絮凝的最佳条件。

3.1 Zeta电位与pH

影响zeta电位最重要的因素是pH,当谈论zeta电位时,不指明pH根本一点意义都没有。

例如,在悬浮液中有一个带负电的颗粒,往这一悬浮液中加入碱性物质,颗粒会得到更多的负电;但若往这一悬浮液中加入酸性物质,在一定程度时,颗粒的电荷将会被中和;进一步加入酸,颗粒将会带更多的正电。

Zeta电位对pH作图在低pH将是正的,在高pH将是负的,这中间一定有一点会通过零zeta电位,这一点称为等电点,是相当重要的一点,通常在这一点胶体是最不稳定的。

3.2 Zeta电位与电导率

双电层的厚度与溶液中的离子浓度有关,可根据介质的离子强度进行计算,离子强度越高,双电层愈压缩同,离子的化合价也会影响双单层的厚度,三价离子(Al3+)将会比单价离子(Na+)更多的压缩双电层。

无机离子可有两种方法与带电表面相作用:(1). 非选择性吸附.对于等电点没有影响 。(2.).选择性吸附.会改变等电点。

即使很低浓度的选择性吸附离子,也会对Zeta电位有很大的影响,有时选择性吸附离子甚至会造成颗粒从带负电变成带正电,从带正电变成带负电。

3.3 Zeta电位与添加剂浓度

研究样品中的添加剂浓度对产品zeta电位的影响可为研发稳定配方的产品提供有用的信息,样品中已知杂质对zeta电位的影响可作为研制抗絮凝的产品的有力工具。

4. 带电粒子的动电学效应

表面电荷的存在使得颗粒在一外加电场中呈现某些特殊效应,这些效应总称为动电学效应,根据引入运动的方式,有四种不同的动电学效应:

电泳:在外加电场中带电颗粒相对于静止悬浮液体的运动。

电渗:在外加电场中相对于静止带电表面的液体运动。

流动电势:当液体流过静止表面时所产生的电场。

沉降电势:当带电颗粒在静止液体中流动时所产生的电场。

5. Zeta电位测量理论

在一平行电场中,带电颗粒向相反极性的电极运动,颗粒的运动速度与下列因素有关:电场强度,介质的介电常数,介质的粘度(均为已知参数);Zeta电位(未知参数);Zeta电位与电泳淌度之间由Henry方程相连。

6. 淌度测量方法

1 、直接观测法

在早期,测量粒子淌度时,是在分散体系两端加上电压,用显微装置观测。

2 、多普勒效应测量法

当测量一个速度为C,频率为no的波时,假如波源与探测器之间有一相对运动(速度V), 所测到的波频率将会有一多普勒位移。

在电场作用下运动的粒子,当激光打到粒子上时,散射光频率会有变化。散射光与参考光叠加后频率变化表现得更为直观,更容易观测。将光信号的频率变化与粒子运动速度联系起来,即可测得粒子的淌度。

7. 电渗及避免方法

1 、电渗

由于毛细管样品池壁带电,当外加电场导致颗粒运动时,池壁附近的液体也会在电场中由于电渗而运动。当用毛细管样品池时由于池壁与水中离子的作用,水会在电场下移动(电渗)而影响颗粒移动速度的测量(因为测到的是两种运动的总和)。但是,由于在一个封闭的池子内,池壁的液体流动会造成池中间的液体向另一方向运动,而在样品池中造成抛物面状的液体流动。

在样品池中有两个无限薄的层面(静止层)内无电渗,经典方法将光束定位在静止层内测量,以避免电渗误差,不可能准确定位,及费时而造成各种误差(甚至池壁有微量污染)。

2、 电渗的避免

动电学的理论分析告诉我们:当外加一电场时,颗粒达到其最终运动速度的时间至少要比电渗快一个数量级(参考M. Minor, A.J. van der Linde, H.P. van Leeuwen and J. Lyklema (1997) J Colloid and Interface Science 189, 370-375)

快速电场反转(FFR)假如一外加电场有足够高的频率时:与颗粒的运动相比,液体的运动可以忽略不计这样,测量就不一定要在静止层进行。但是,快速电场反转(FFR)与传统的慢速电场反转(SFR)相比,分辨率低。如果将二者结合起来,则可以得到准确率高,分辨率高的Zeta电位及分布。

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