图1. 带电颗粒示意图
分散在极性分散剂中的带电颗粒往往具有一定厚度的双电层(严密电位层和滑移剪切层)。颗粒在布朗运动的过程中以滑移剪切层为边界做整体运动,即双电层对于颗粒的尺寸有所贡献,从而造成颗粒检测结果相较其实际尺寸偏大。
采用200nm聚苯乙烯标准球作为目标体系,其固含量为1%,TEM测试值为203±5nm,PCS(动态光散射)测试值为204.5±5.5nm。将该标准样品用不同浓度的NaCl水溶液稀释200倍,配置成为一系列样品,用丹东百特仪器公司的研制的BeNano 90 Zeta纳米粒度及电位分析仪检测粒径和Zeta电位,看看双电层对于粒径结果的影响。
测试结果和讨论
通过使用BeNano 90 Zeta纳米粒度及电位分析仪得到了一系列不同NaCl浓度下200nm聚苯乙烯标准球颗粒的粒径和Zeta电位信息。
图2. 在不同浓度的NaCl溶液下的测试结果。
(a)电导率随NaCl浓度的变化曲线
(b)Zeta电位随NaCl浓度的变化曲线
(c)粒径随NaCl浓度的变化曲线
在用电泳光散射测试Zeta电位过程中,我们同时可以得到溶液的电导率,如图2(a)所示。从中可以看到,电导率和NaCl浓度成正比。这是由于NaCl是强酸强碱盐,在水溶液中离解充分。这也展示了BeNano 90 Zeta测试电导率测试的准确性。
图2(b)中展示了不同浓度NaCl溶液中样品的Zeta电位。可以看到如下现象:一是样品在不同浓度的NaCl溶液中Zeta电位均为负值,说明样品颗粒表面带负电荷。二是随着NaCl浓度增加,样品的Zeta绝对值逐渐变小。虽然数据点有一定散布,但是还是可以看出Zeta电位绝对值随NaCl浓度增加呈降低趋势。这是因为NaCl浓度升高导致了样品颗粒周围环境中的离子强度的增加,对于颗粒Zeta电位的屏蔽效果越强,从而导致了Zeta电位绝对值的降低。
图2(c)中展现了颗粒的粒径随NaCl浓度的变化。可以看出,NaCl浓度越高(>100mM),所测粒径越接近200nm的标称值且基本恒定。在NaCl浓度为0(蒸馏水)条件下,此时测得的粒径为215nm,明显高于200nm的标称值。这是因为颗粒周围环境中离子较少,颗粒的双电层处于展开状态导致的。随着NaCl浓度升高,周围环境中的离子强度上升,对于颗粒Zeta电位的屏蔽作用增加,也压缩了双电层的尺寸,致使粒径逐渐接近标称值。
总结
本实验考察了不同NaCl浓度下200nm的聚苯乙烯球的粒径和Zeta电位随盐浓度变化的关系。研究表明,样品的双电层对于动态光散射检测颗粒的粒径结果具有贡献,在低离子强度环境中,双电层是展开状态,粒度结果比真实值大。对于追求粒径测试准确性高的用户来讲,应当在测试过程中注意双电层对于测试结果的影响。当发现对结果影响较大时,可以适当增加分散介质的离子强度(比如用较高浓度的NaCl溶液)限制颗粒的双电层展开量,从而能得到更准确的粒度结果。
2177

- 1川源科技粉末压实密度测试仪技术及应用分析
- 2川源科技-膨胀力测试方案
- 3纳米石墨烯粉介绍
- 4KYKY钨灯丝扫描电镜-Version 2025.A.01
- 5KYKY场发射扫描电镜-Version 2025.A.01
- 6硅盐制样分析全自动研磨机AI海璐智能纳米粉碎机低温真超细磨粉机
- 7【样本】真空获得【2025年4月版】
- 8【样本】真空检漏【2024年9月版】

- 利用蜂鸟声共振技术对穿心莲内酯纳米混悬剂的开发、表征和分子动力学模拟
- 为什么核壳复合纳米材料的研究进展值得关注?
- TiZrHfNbMo 难熔高熵合金等离子体氢化及力学性能
- 《MSEA》重磅:增材制造7075铝合金,世界级难题有了新解法
- 为什么氮掺杂石墨烯的最新进展值得关注?
- 汽车一体化发光智能前脸设计难点
- 突破性进展!新型3D多孔碳银复合材料显著提升海水淡化效率
- Nature、Science接连报道石墨烯最新进展!
- Development, Characterization, and Molecular Dynamics Simulation of Andrographolide Nanosuspensions Utilizing Hummer Acoustic Resonance Technology
- 苏州碳丰科技首席科学家程金生老师以本公司名义在国际上发表关于石墨烯纤维的论文《石墨烯纤维纳米复合材料的合成及氨基酸检测的分析应用》:
- 介可视·散装物料库存管理雷达全景扫描系统在料仓、堆场中的应用
- 磷酸化修饰鬼臼果多糖的制备及生物活性
- DSR论文解读:Advanced Science News 报道中科院长春应化所新型非铂催化材料研究成果
- High-throughput preparation, scale up and solidification of andrographolide nanosuspension using hummer acoustic resonance technology(纳米混悬剂制备的前瞻性技术 - 蜂鸟声共振)
- 扫描电镜优秀论文赏析|飞纳台式扫描电镜电极材料上的应用
- 扫描电镜论文赏析-干旱影响杨树叶片及次生木质部发育的分子机制
