使用BeNano 90 Zeta检测氧化铝磨料的粒径和Zeta电位

关键词：Zeta电位、粒径、氧化铝磨料

纳米氧化铝抛光液用途广泛，适用于光学镜头、单芯光纤连接器、微晶玻璃基板、晶体表面、宝石、玻璃制品、金属制品、半导体材料、塑料、磁带、打磨带等方面的精密抛光。抛光液的稳定性非常重要，如果抛光液中氧化铝颗粒产生团聚会严重的影响抛光效果，甚至产生大量划痕。而抛光液的稳定性与氧化铝颗粒的Zeta电位息息相关。

在这篇应用报告中，我们使用丹东百特仪器有限公司新推出的BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪检测了分散在水性环境中的纳米氧化铝的粒径和Zeta电位信息。

原理和设备                                                        

采用丹东百特仪器有限公司的BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪进行测试。仪器使用波长671 nm，功率50 mW激光器作为光源。动态光散射光路收集90°散射光，通过相关计算得到原始相关曲线信号，进而推导出颗粒的布朗运动速度，由斯托克斯爱因斯坦方程得到颗粒的粒径和粒径分布信息。电泳光散射光路通过设置在12度角的检测器进行散射光信号采集，采用PALS相位分析光散射技术，得到电泳迁移率和样品的Zeta电位信息。

样品制备和测试条件

将纳米氧化铝原始高浓浆料稀释100倍分散在纯净水溶液环境中，搅拌均匀。

通过BeNano 90 Zeta内置的温度控制系统将温度控制为25℃±0.1℃，样品注入PS粒径池采用动态光散射进行粒径池进行粒径测试。样品注入毛细管电极，利用电泳光散射进行Zeta电位测试，子测试数量设置为10次。

每一个样品在放入样品池后进行至少三次测试，以检测结果的重复性和得到结果的标准偏差。

测试结果和讨论

粒径测试

图1. 动态光散射检测纳米氧化铝的相关曲线（上）和粒径分布（下）

通过使用动态光散射技术，得到了纳米氧化铝的粒径和粒径分布。其Z-均直径为100.91 nm，其PD.I为0.034。可以看出光强分布为一个粒径峰，没有团聚物峰。PDI值小于0.05说明其颗粒物的粒径分布为单分散。

Zeta电位测试

图2. 电泳光散射检测的原始相图（上）和多次测试的趋势曲线（下）

通过电泳光散射，得到了纳米氧化铝分散液的Zeta电位信息。图2中展示了其相图，相图斜率代表了散射光由于电泳运动造成的频率的偏移。可以通过图中曲线看出，相图斜率清晰，信噪比良好。

表１.Zeta电位结果

对于样品的10次重复性结果列于表１中，可以看到氧化铝颗粒在当前溶液环境中Zeta电位为负值，说明颗粒表面携带负电，其平均值为-37.3±0.92 mV，10次测试结果的重复性较好，说明了整体测试系统的稳定性。数值JD值已经超过30mV，说明在当前条件下，悬浮液的稳定性很高。而其分布系数为0.034也从侧面证明了体系非常稳定，没有大的团聚物存在。