丹東百特儀器有限公司
已認(rèn)證
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影響Zeta的因素有很多,例如pH值、電導(dǎo)率(濃度、鹽的類型)、組成成分濃度的變化(如高分子、表面活性劑)等等,在本次應(yīng)用中,我們檢測了一個(gè)共聚物球懸浮液,通過加入不同量的吐溫80,觀察Zeta電位的變化。
原理和設(shè)備
電泳光散射技術(shù)ELS是利用激光照射在樣品溶液或者懸浮液上,檢測向前角度的散射光信號(hào)。在樣品兩端施加一個(gè)電場,樣品中的帶電顆粒在電場力的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行電泳運(yùn)動(dòng)。由于顆粒的電泳運(yùn)動(dòng),樣品的散射光頻率會(huì)產(chǎn)生一個(gè)頻移,即多普勒頻移。利用數(shù)學(xué)方法處理散射光信號(hào),得到散射光的頻率移動(dòng),進(jìn)而得到顆粒的電泳運(yùn)動(dòng)速度,即電泳遷移率μ。通過Herry方程,我們把顆粒的電泳遷移率和其Zeta電位ζ聯(lián)系起來:
其中ε為介電常數(shù),𝜂為溶劑粘度,f(κα)為Henry函數(shù),κ為德拜半徑倒數(shù),α代表粒徑,κα代表了雙電層厚度和顆粒半徑的比值。
本次儀器使用丹東百特儀器有限公司的BeNano 90 Zeta 納米粒度及Zeta電位儀。該儀器使用波長671nm,功率50mW激光器作為光源,設(shè)置在12°角的APD檢測器進(jìn)行散射光信號(hào)采集。采用相位分析光散射技術(shù),可以有效檢測低電泳遷移率樣品的Zeta電位信息。
樣品制備和測試條件
將樣品稀釋1000倍后,取1mL樣品,分別加入50μL、5μL、0.5μL以及0.05μL的吐溫80。BeNano 90 Zeta內(nèi)置的溫度控制系統(tǒng)開機(jī)默認(rèn)測試溫度控制為25℃±0.1℃。樣品注入毛細(xì)管電極,利用電泳光散射進(jìn)行Zeta電位測試,每個(gè)樣品進(jìn)行三次重復(fù)性測試,以得到測試的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
測試結(jié)果和討論
圖1是Zeta電位與吐溫添加劑之間的關(guān)系曲線,每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都是多次測試的平均值,數(shù)據(jù)點(diǎn)上顯示了標(biāo)準(zhǔn)偏差,每個(gè)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)偏差很小,說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有極好的重復(fù)性。通過曲線可以看到,聚合物球本身攜帶負(fù)電,未加入吐溫時(shí)Zeta電位為-31.9mV。當(dāng)加入極少量的吐溫80時(shí),Zeta電位絕對(duì)值略有增大變?yōu)?40.9mV,但隨著繼續(xù)加入吐溫,Zeta電位的絕對(duì)值數(shù)值又變小。加入50 μL吐溫時(shí),電位降至-12.0mV。分析其原因,有可能是加入吐溫后,吐溫會(huì)吸附在聚合物球的表面,當(dāng)加入吐溫量很低的時(shí)候,吸附在聚合物球表面的吐溫增加了聚合物球的親水性,導(dǎo)致電位絕對(duì)值增加,而隨著更多吐溫的加入,大量吐溫分子吸附在聚合物球的表面,屏蔽了球表面帶電基團(tuán)和周圍分散液,導(dǎo)致了Zeta電位絕對(duì)值下降。
這個(gè)應(yīng)用中可以看出,小分子添加劑對(duì)于顆粒懸浮液體系的Zeta影響是巨大的,在研究體系Zeta電位的過程中,應(yīng)該特別注意分散劑環(huán)境的組成。當(dāng)報(bào)道一個(gè)體系的Zeta電位時(shí),不應(yīng)該單純的提到顆粒物質(zhì)是什么,還應(yīng)該詳細(xì)的標(biāo)注分散液的組成成分及含量,因?yàn)檫@都是決定Zeta電位的因素。
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