谈粒度不得不说zeta电位,很多微纳米产品都需要表征其稳定性,粒度大小、zeta电位、PH值、温度、产品配方等会影响样品稳定性,而zeta电位是样品稳定性比较直观的一个参数。
很多资料都谈及样品的zeta电位绝对值在30mV以上就表示样品比较稳定。事实是如此吗?30mV是体系的平均zeta电位,对于样品中每一个颗粒的zeta电位是否是一样呢?相信你看完上海艾飞思的分享会有一个答案。
1. 什么是zeta电位?
粒子表面存在的净电荷,影响粒子界面周围区域的离子分布,导致接近表面抗衡离子(与粒子电荷相反的离子)浓度增加。于是,每个粒子周围均存在双电层。
结合上图大家可以看出,绕粒子的液体层存在两部分:一是内层区,称为紧密层(Stern层),其中离子与粒子紧紧地结合在一起;另一个是扩散层,其中离子松散地与粒子相吸附。
在分散层内,有一个抽象边界,在边界内的离子和粒子形成稳定实体。当粒子运动时,在此边界内的离子随着粒子运动,但此边界外的离子不随着粒子运动。这个边界称为流体力学剪切层或滑动面(slipping plane)。在这个边界上存在的电位即称为Zeta电位。
2. 常见的测试zeta电位方法有几种?
1)电泳光散射法
市面上常见的测试zeta电位的方法是利用光学法,也就是电泳光散射法,由于此方法可以和动态光散射法相结合,随着纳米粒度及zeta电位仪的市场扩大,这种方法也被广大客户接受,执行ISO-13099-2标准。
此方法的弊端有:
* 样品必须要进行稀释后测试;
* 不同浓度对测试结果影响比较大;
* 测试结果重复性较差,一般在±10mV以内;
市面上常见的厂家有法国Cordouan,英国马尔文等品牌。
2)超声电声法(执行标准ISO-13099-1)
电声法是采用声波信号,因此设备有声波的优势。穿透力强,可以进行原液测试。原液测试样品的zeta电位时和稀释后测试结果会不一样,因为原液时颗粒的双电层被压缩。
目前市面上典型的厂家有美国DT,美国MAS。
此方法优势有:
* 样品无需稀释,原液进行测试分析样品的粒径和zeta电位值,更加准确表征样品本身状态。
* 测试结果重复性比较好。一般在±0.3mV以内。
* 可以测试微观参数,如德拜长度,杜坎数,双电层的面电荷密度等。
3)流动电位法
以上两种方法主要是测试液体的zeta电位,有很多客户需要测试固体表面的zeta电位,中空纤维内部的zeta电位,膜表面的zeta电位等如下图各式样品,此时即需要流动法来进行测试。即在样品池中加入样品,在一定压力梯度下将缓冲液推入样品池,缓冲液会带动样品表面的电荷流向样品池两边的电极,测试得到电压值。
目前市面上只有两家企业有此项技术,法国CAD和安东帕。各家都有其独特的技术优势。
所以,测试zeta电位时更重要的是要清楚的知道样品中有多少zeta电位值比较小的颗粒存在!然后想办法减小此部分的含量。
此方法优势:
* 可以得到zeta电位分布情况;
* 得到每个粒子的zeta电位值;
* 进行统计不同zeta电位的颗粒的数量,从而得到百分比;
* 可视化,直观的看到粒子的运动速度和轨迹,便于教学演示;
* 可以测试气泡的zeta电位值;
* 能够区分颗粒修饰程度和表面修饰结构的不同;