C06 - 悬浮液阳离子的电荷滴定

在许多情况下，胶体的稳定性取决于粒子之间的静电斥力。粒子界面上的离子基团起主要作用。也许是斥力为零，范德华引力导致的凝聚和随后的粒子与液相的分离？通过粒子界面的化学修饰，可以控制其斥力。环境条件如pH值，电导率，聚合物的存在等必须加以考虑。在这些体系中，可以通过排斥势的大小和粒径分布来预测不稳定性。为了优化稳定性和分散性，需要做大量的配方研究。Stabino®对于稳定性研究者来说是一个非常有效的助手。在水资源的循环利用中，这种分散体的失稳是由絮凝和破乳引起的。它是通过使离子电荷接近于零来实现的。利用Stabino®可以很容易地控制絮凝剂的投加量。

本篇测试报告的重点是金属氧化物的电荷控制。

测量原理

Stabino®可以和粒径分布测试模块联用。这项技术是基于180°DLS动态光背散射法，适用范围0.3到6.5um，样品浓度可高达40%。有关粒径方法的详细信息，请参阅手册。Stabino®的测量原理在其它文章中有详述，此处仅引用几条主要原则：

粒子界面电位(PIP)的感应信号是一种电压，它是由测量筒和振荡活塞之间的薄层间隙中粒子周围的离子云的剪切力形成的。

● 化学物质或盐对颗粒界面的影响是由pH、聚电解质或盐溶液的滴定来定量确定的。

● 样品浓度为0.1 ~ 10% v/v。低于0.1%时灵敏度可能太低，高于10%甚至更低的高粘度是极限。

● 该方法适用于整体粒径范围0.3 nm到 300μm。

关注电荷滴定

样品和滴定液的混合及PIP的测量是在同一个测量筒中进行的。新样品配制后可能会发生化学变化，这可能比滴定慢得多，而滴定通常只需几分钟。由于电荷滴定的高效率，每天可以进行许多实验筛选工作。以下研究经常使用Stabino®进行:

● pH-滴定，寻找等电点pH（0mv）和稳定区域(s)。

● 聚电解质-滴定到电荷零点，得到已知电荷浓度的聚电解质溶液的消耗量“V (0mV) [mL]”，这个消耗量给出了以下问题的答案：

   o 未知聚电解质的总电荷是多少？

   o 分散体系中，每克样品中覆盖在粒子表面的功能离子端基有多少？

● 聚电解质反应物的化学计量

● 两个自动滴定序列：两个滴定系统为此服务，易于滴定操作。滴定程序对测量信号的变化作出动态响应。加入最后一部分滴定液后，PIP或pH值若变化过大，下一步就加入较少的滴定液，反之亦然。这节省了时间且不牺牲精度。