納米粉末體系中粒子的Zeta電位及粒度表征

制藥、生物醫(yī)學(xué)、電子、光電子、能源、催化劑和陶瓷工業(yè)正在開發(fā)由各種材料組成的納米顆粒。這些顆粒通常在像水這樣的液體介質(zhì)中形成，或在形成后交替地分散。還會(huì)使用各種如醇類的非水相連續(xù)介質(zhì)。

這些材料的粒徑和粒徑分布（PSD）對(duì)最終用戶具有重要意義，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響到關(guān)鍵的膠體性能，如流變學(xué)、薄膜光澤度、表面積和包裝密度等。此外，為了防止細(xì)顆粒團(tuán)聚，必須采取一定的步驟防止顆粒因液體介質(zhì)中的顆粒間碰撞而粘在一起（聚集）?？梢酝ㄟ^創(chuàng)建一個(gè)粒子間的電能壘/或空間能壘來解決聚集問題。對(duì)于非常細(xì)的顆粒，可能需要電勢(shì)壘和空間勢(shì)壘的結(jié)合來防止聚集。

1、Zeta 電位測(cè)量

粒子電勢(shì)壘的強(qiáng)度是用一種被稱為“zeta勢(shì)"的電勢(shì)來測(cè)量的，目前電位測(cè)試方法主要有微電泳法和電聲法，在用電泳法測(cè)試電位時(shí)存在一個(gè)很大的缺陷，需要對(duì)樣品進(jìn)行稀釋，但稀釋過程中離子可以在顆粒表面吸附或解吸從而導(dǎo)致Zeta電位改變，而且當(dāng)顆粒尺寸減少到納米尺寸范圍時(shí)，由于微粒子散射光的多普勒展寬，微電泳中使用的光散射方法變得越來越難以使用。相比之下采用電聲原理測(cè)Zeta電位時(shí)不僅可以進(jìn)行原液測(cè)試，同時(shí)還能避免因顆粒尺度的減小而無法測(cè)試的問題。

用電聲方法測(cè)量粒子的電動(dòng)學(xué)特性時(shí)，主要是粒子在外加電場(chǎng)中進(jìn)行電泳運(yùn)動(dòng)，如果粒子和液體之間存在密度差，這種運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生交替的聲波。此外，用超聲電聲法測(cè)試時(shí)儀器還能看到不同PH值下的Zeta電位值。

             圖1顯示了8.3%wt固體細(xì)粒（約270nm顆粒直徑）二氧化鈦系統(tǒng)的ζ電位隨pH的變化

圖2顯示了60nm的10% wt二氧化硅顆粒體系上的電位滴定結(jié)果。

2、粒度分布測(cè)試

圖3顯示了在兩個(gè)相當(dāng)單分散的聚苯乙烯乳膠系統(tǒng)和圖2中所示的二氧化硅系統(tǒng)上疊加的高分辨率PSD結(jié)果

該粒度分析儀基于zhuanli毛細(xì)管水動(dòng)力分餾（CHDF）技術(shù)，當(dāng)樣品顆粒在毛細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)大小進(jìn)行分離。這些粒子在毛細(xì)管出口由一個(gè)在線探測(cè)器檢測(cè)到，通常是一個(gè)紫外線（UV）探測(cè)器。粒子的大小由粒子在毛細(xì)管中的洗脫或通過的時(shí)間給出。這個(gè)洗脫時(shí)間只取決于顆粒的水動(dòng)力大小，與顆粒的化學(xué)成分和密度無關(guān)。并且由于CHDF技術(shù)的高分辨率粒徑分餾能力，真正的PSD數(shù)據(jù)可以在不到15分鐘內(nèi)生成，與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比較具有分辨率高、測(cè)試時(shí)間短以及測(cè)試范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

胤煌科技(YinHuang Technology)是一家專注于為醫(yī)藥、半導(dǎo)體及化工材料等行業(yè)提供檢測(cè)分析設(shè)備及技術(shù)服務(wù)的高科技公司，致力于為客戶提供全面、準(zhǔn)確的檢測(cè)分析和解決方案。主營產(chǎn)品包括不溶性微粒分析儀，可見異物檢查分析儀，原液粒度及Zeta電位分析儀，CHDF高精度納米粒度儀，高分辨納米粒度儀，溶液顏色測(cè)定儀，澄清度測(cè)定儀等，公司自主研發(fā)的YH-MIP系列顯微計(jì)數(shù)法不溶性微粒儀、YH-FIPS系列流式動(dòng)態(tài)圖像法粒度儀，YH-FIPS系列微流成像顆粒分析儀已經(jīng)在生物醫(yī)藥、半導(dǎo)體及材料化工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.