納米粉末體系中粒子的Zeta電位及粒度表征

制藥、生物醫學(xué)、電子、光電子、能源、催化劑和陶瓷工業(yè)正在開(kāi)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(lèi)的非水相連續介質(zhì)。

這些材料的粒徑和粒徑分布（PSD）對最終用戶(hù)具有重要意義，因為它們會(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，為了防止細顆粒團聚，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^(guò)創(chuàng )建一個(gè)粒子間的電能壘/或空間能壘來(lái)解決聚集問(wèn)題。對于非常細的顆粒，可能需要電勢壘和空間勢壘的結合來(lái)防止聚集。

1、Zeta 電位測量

粒子電勢壘的強度是用一種被稱(chēng)為“zeta勢"的電勢來(lái)測量的，目前電位測試方法主要有微電泳法和電聲法，在用電泳法測試電位時(shí)存在一個(gè)很大的缺陷，需要對樣品進(jìn)行稀釋?zhuān)♂屵^(guò)程中離子可以在顆粒表面吸附或解吸從而導致Zeta電位改變，而且當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(lái)越難以使用。相比之下采用電聲原理測Zeta電位時(shí)不僅可以進(jìn)行原液測試，同時(shí)還能避免因顆粒尺度的減小而無(wú)法測試的問(wèn)題。

用電聲方法測量粒子的電動(dòng)學(xué)特性時(shí)，主要是粒子在外加電場(chǎng)中進(jìn)行電泳運動(dòng)，如果粒子和液體之間存在密度差，這種運動(dòng)將產(chǎn)生交替的聲波。此外，用超聲電聲法測試時(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固體細粒（約270nm顆粒直徑）二氧化鈦系統的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果。

2、粒度分布測試

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

該粒度分析儀基于zhuanli毛細管水動(dòng)力分餾（CHDF）技術(shù)，當樣品顆粒在毛細管中流動(dòng)時(shí)，可以根據大小進(jìn)行分離。這些粒子在毛細管出口由一個(gè)在線(xiàn)探測器檢測到，通常是一個(gè)紫外線(xiàn)（UV）探測器。粒子的大小由粒子在毛細管中的洗脫或通過(guò)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(wú)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數據可以在不到15分鐘內生成，與傳統的測量方法相比較具有分辨率高、測試時(shí)間短以及測試范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

胤煌科技(YinHuang Technology)是一家專(zhuān)注于為醫藥、半導體及化工材料等行業(yè)提供檢測分析設備及技術(shù)服務(wù)的高科技公司，致力于為客戶(hù)提供全面、準確的檢測分析和解決方案。主營(yíng)產(chǎn)品包括不溶性微粒分析儀，可見(jiàn)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，溶液顏色測定儀，澄清度測定儀等，公司自主研發(fā)的YH-MIP系列顯微計數法不溶性微粒儀、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)在生物醫藥、半導體及材料化工領(lǐng)域得到廣泛應用.