分散劑含量對Zeta電位的影響

更新時間：2022-11-22 點擊次數(shù)：5956

影響Zeta的因素有很多，例如pH值、電導率（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，在本次應用中，我們檢測了一個共聚物球懸浮液，通過加入不同量的吐溫80，觀察Zeta電位的變化。

原理和設備

電泳光散射技術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。在樣品兩端施加一個電場，樣品中的帶電顆粒在電場力的驅動下進行電泳運動。由于顆粒的電泳運動，樣品的散射光頻率會產(chǎn)生一個頻移，即多普勒頻移。利用數(shù)學方法處理散射光信號，得到散射光的頻率移動，進而得到顆粒的電泳運動速度，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。儀器使用波長671 nm，功率50 mW激光器作為光源，設置在12°角的APD檢測器進行散射光信號采集。采用相位分析光散射技術，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1 mL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)開機默認測試溫度控制為25℃±0.1℃。樣品注入毛細管電極，利用電泳光散射進行Zeta電位測試，每個樣品進行三次重復性測試，以得到測試的標準偏差。

測試結果和討論

圖1. Zeta電位與吐溫添加劑之間的關系曲線

圖1是Zeta電位與吐溫添加劑之間的關系曲線，每一個數(shù)據(jù)點都是多次測試的平均值，數(shù)據(jù)點上顯示了標準偏差，每個點標準偏差很小，說明實驗結果具有良好的重復性。通過曲線可以看到，聚合物球本身攜帶負電，未加入吐溫時Zeta電位為-31.9 mV。當加入極少量的吐溫80時，Zeta電位絕對值略有增大變?yōu)?/span>-40.9 mV，但隨著繼續(xù)加入吐溫，Zeta電位的絕對值數(shù)值又變小。加入50 μL 吐溫時，電位降至-12.0 mV。分析其原因，有可能是加入吐溫后，吐溫會吸附在聚合物球的表面，當加入吐溫量很低的時候，吸附在聚合物球表面的吐溫增加了聚合物球的親水性，導致電位絕對值增加，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和周圍分散液，導致了Zeta電位絕對值下降。

這個應用中可以看出，小分子添加劑對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，應該特別注意分散劑環(huán)境的組成。當報道一個體系的Zeta電位時，不應該單純的提到顆粒物質是什么，還應該詳細的標注分散液的組成成分及含量，因為這都是決定Zeta電位的因素。