zeta电位测试.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/8,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/8,#,1,ZETA,电位测试,专业：电子科学与技术,蔡鑫奇,2014.04.02,1/20,2,2/20,内容摘要：,1.,Zeta,电位的定义,；,2.,Zeta,电位与分散体系稳定性之间的关系；,3.,影响,Zeta,电位的因素；,4.,Zeta,电位的测量原理。,3,1.1,Zeta,电位,胶体颗粒在液体中是带电的。当固体与液体接触时，固,液两相界面上就会带有相反符号的电荷。,3/20,Zeta电位（Zeta potential），又叫电动电位或电动电势（-电位或-电势），是指剪切面(Shear Plane)的电位，是表征胶体分散系稳定性的重要指标。,4,Stern,模型：,扩散双电层可分为两层：,一层为紧靠粒子表面的紧密,层（亦称,Stern,层或吸附层）,另一层为扩散层。,4/20,5,5/20,6,由于质点表面总有一定数量,的溶剂分子与其紧密结合，,因此在电动现象中，这部分,溶剂分子与粒子将作为一个,整体运动，在固,液相之间,发生相对移动时也有剪切面存在。尽管剪切面的确切位置不知道，但可以合理地认为它在,Stern,层之外，并深入到扩散层之中。,Stern,模型：,6/20,7,1.2,Zeta,电位与分散体系的稳定性,1、,DLVO理论,（描述胶体稳定的理论）：胶体体系的稳定性是当颗粒相互接近时它们之间的,双电层互斥力,与,范德瓦尔斯互吸力,的净结果。,此理论提出：当颗粒彼此接近时它们之间的能量障碍来自于互斥力，当颗粒有足够的能量克服此障碍时，互吸力将使颗粒进一步接近并不可逆的粘在一起。,7/20,8,1.2,Zeta,电位与分散体系的稳定性,2、,Zeta,电位可用来作为胶体体系稳定性的指标,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。,8/20,9,+30,mV,-30,mV,负,zeta,电位,正,zeta,电位,稳定,稳定,不稳定,0mv,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,+30,mV,或低于,-30mV,的,zeta,电位,则该分散体系应该比较稳定。,9/20,10,1.3 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,:,pH,的变化,溶液电导率的变化,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,电位随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。,10/20,11,2,4,6,8,1,0,1,-,6,0,-,4,0,-,2,0,0,2,0,4,0,6,0,等电点,Zeta Potential(mV),pH,2,稳定,稳定,不稳定,1.4,Z,eta,电位与,pH,pH,影响,zeta,电位最重要的因素,11/20,12,2.1,Zeta,电位测量光路配置,12/20,13,2.2 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,13/20,14,-,电泳淌度,-,Henry函数,-,介电常数（F/m）,-,zeta电位（mv）,-,粘度（Poise）,Huckel近似,smoluchowski近似,Zeta电位计算公式,14/20,15,由,Henry,方程可以看出，只要测得粒子的淌度（,单位电场下的电泳速度称为淌度,），查到介质的粘度、介电常数等参数，就可以求得,Zeta,电位。,15/20,16,2.3.1淌度测量方法,多普勒效应测量法,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。,16/20,17,2.3.2多普勒效应测量法,当测量一个速度为C，频率为 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。（如下图）,17/20,18,散射光与入射光频率相同,散射光与入射光频率不同,参考光,F1,与散射光,F2,参考光,F1,与散射光,F2,A,B,A,.,.,(设颗粒运动速度为v),当v=0时,当v0时,2.3.2多普勒效应测量法,18/20,激光波向左传播,c,19,.,.,2.3.2多普勒效应测量法,19/20,粒子运动速度 ，入射光速度 ，波长 ，频率 ；,散射光频率 .（设频率差 ）,20,20/20,内容小结：,1.,Zeta,电位的概念,。,2.,Zeta,电位与分散体系稳定性之间的关系。,3.,影响,Zeta,电位的因素：,pH,的变化,溶液电导率的变化,添加剂的浓度,4.,Zeta,电位的计算公式,5.粒子淌度,即,21,22,23,24,