介紹:
當液體中存在顆粒、液滴或膠體時,通常會形成由液體中的離子組成的雙電層。 這是因為粒子表面通常帶有對這些離子有吸引力的表面電荷。 如果粒子在液體中移動,則雙電層會隨之移動,沿所謂的滑移面,即雙電層與周圍液體的界面。 這個滑動平面上的電勢是 zeta 電勢。 Zeta 電位以毫伏為單位,通常在 -200 mV 和 + 200 mV 之間的範圍內。
示例:具有電雙層離子的水溶液中的粒子
  電位層Layer 電位
1. 表面電荷(負) 表面電位
2. 斯特恩層(Stern Layer) 斯特恩電位(Stern Potential)
3. 滑動平面(剪切平面) ζ電位(zeta電位)

改變 Zeta 電位的影響:
當粒子帶有強正或強負 zeta 電位時,粒子之間也存在強排斥靜電相互作用。這可以防止顆粒彼此靠近並形成團塊。
根據 DLVO 理論,當粒子彼此靠近時,范德華力就會生效,這是基於偶極-偶極相互作用的。這些力量具有吸引人的作用。 zeta電位接近零時,雙電層的排斥作用小,更容易發生凝聚。
zeta 電位不是分散體穩定性的直接測量值,但它提供了對穩定性的良好預測。由於 zeta 電位的分析比穩定性測量更容易和更快,因此 zeta 電位通常用於評估分散體的質量。
改變電解質的組成和濃度會導致 zeta 電位的變化。
下圖通過五個示例性樣本可視化了效果:
(1) -20.6 mV (2) -16.8 mV (3) -9.9 mV (4) +13.9 mV (5) +15.1 mV
隨著正極聚電解質添加量的增加,樣品的粒徑也會發生變化:
(1) 紅色, (2) 綠色, (3) 黃色, (4) 藍色, (5) 紫色
 
影響 ZETA 電位的因素: 
Zeta 電位測量一方面基於粒子特性,即材料類型和表面條件。 另一方面,它強烈依賴於分散液。 在這裡,電解質(溶解離子)的類型和濃度起著決定性的作用。
很多時候,zeta 電位是在不同的 pH 值下確定的,並且根據材料觀察到顯著的變化。 在許多情況下,隨著 pH 值的增加,zeta 電位從正值變為負值。 zeta電位為零的pH值也稱為等電點。 在這裡,很可能會發生絮凝或凝聚,因為這裡的雙電層實際上被中和了。
因此,zeta 電位測量通常與不同 pH 值下的滴定相結合。
 
使用粒徑分析儀進行 ZETA 電位測量:
有多種方法可以分析 Zeta 電位。 最流行的技術是所謂的激光多普勒電泳,它也用於 Microtrac 粒子分析儀。 用於測量 zeta 電位的 Microtrac 分析儀採用動態光散射 (DLS) 技術運行,並使用與測量納米粒子相同的功率譜方法。
激光增強的檢測信號在反向散射中被檢測到,就像在尺寸測量中一樣,所施加電場的快速變化防止了電滲。 使用了兩種探針,一種用於確定粒子電荷的極性(電極),另一種用於測量粒子在電場中的遷移率(光學探針)。
在樣品池中,陽離子(正)粒子被吸引到光學探頭,陰離子(負)粒子被吸引到電極。 該分析基於確定帶電粒子在交變電場中的遷移率。
 
 

1.激電源| 2. 鐵氟龍 zeta 電池 | 3.背板電極| 4.光學探頭
因此,Zeta 電位是通過組合佈朗運動和電場驅動運動(粒子速度)的調製功率譜分析來確定的。 Zeta 電位與遷移率成正比。 要將電泳遷移率轉換為 zeta 電位,必須考慮以下參數:介電常數和亨利係數。
文獻值可用於介電常數。 亨利係數基於雙電層厚度與粒徑的比值。 根據分散的類型,為此使用不同的模型或近似值。 對於含水系統,這將是 Smoluchowski 近似,對於非極性系統,這將是 Hueckel 近似。
兩種模型都存儲在相應的 Microtrac 粒度分析儀的評估程序中。
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