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、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中形成，或在形成后交替地分散。還會使用各種如醇類的非水相連續(xù)介質。

這些材料的粒徑和粒徑分布（PSD）對最終用戶具有重要意義，因為它們會影響到關鍵的膠體性能，如流變學、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中的顆粒間碰撞而粘在一起（聚集）。可以通過創(chuàng)建一個粒子間的電能壘/或空間能壘來解決聚集問題。對于非常細的顆粒，可能需要電勢壘和空間勢壘的結合來防止聚集。

1、Zeta 電位測量

粒子電勢壘的強度是用一種被稱為“zeta勢"的電勢來測量的，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存在一個很大的缺陷，需要對樣品進行稀釋，但稀釋過程中離子可以在顆粒表面吸附或解吸從而導致Zeta電位改變，而且當顆粒尺寸減少到納米尺寸范圍時，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Zeta電位時不僅可以進行原液測試，同時還能避免因顆粒尺度的減小而無法測試的問題。

用電聲方法測量粒子的電動學特性時，主要是粒子在外加電場中進行電泳運動，如果粒子和液體之間存在密度差，這種運動將產生交替的聲波。此外，用超聲電聲法測試時儀器還能看到不同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(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果。

2、粒度分布測試

圖3顯示了在兩個相當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結果

該粒度分析儀基于zhuanli毛細管水動力分餾（CHDF）技術，當樣品顆粒在毛細管中流動時，可以根據大小進行分離。這些粒子在毛細管出口由一個在線探測器檢測到，通常是一個紫外線（UV）探測器。粒子的大小由粒子在毛細管中的洗脫或通過的時間給出。這個洗脫時間只取決于顆粒的水動力大小，與顆粒的化學成分和密度無關。并且由于CHDF技術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(tǒng)的測量方法相比較具有分辨率高、測試時間短以及測試范圍廣等優(yōu)點。

胤煌科技(YinHuang Technology)是一家專注于為醫(yī)藥、半導體及化工材料等行業(yè)提供檢測分析設備及技術服務的高科技公司，致力于為客戶提供全面、準確的檢測分析和解決方案。主營產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系列流式動態(tài)圖像法粒度儀，YH-FIPS系列微流成像顆粒分析儀已經在生物醫(yī)藥、半導體及材料化工領域得到廣泛應用.