2024/01/15 15:22
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产品配置单:
电声法Zeta电位分析仪 ZetaProbe
型号: ZetaProbe
产地: 美国
品牌: Colloidal Dynamics
¥50万 - 100万
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超声法纳米粒度及Zeta电位分析仪 AcoustoSizer II
型号: AcoustoSizer II
产地: 美国
品牌: Colloidal Dynamics
¥50万 - 100万
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方案详情:
摘要
用于测量粒径和 zeta电位的常规设备通常需要将样品进行高度稀释。而稀释会改变 zeta 电位,除非用户能保持离子浓度不改变。然而,对于某些胶体,即使是最仔细的稀释也会改变 zeta电位。本文描述了一种这样的胶体,碳酸钙。碳酸钙颗粒在低pH值下溶解,这会改变离子浓度。在不改变 zeta 电位的情况下稀释这种胶体根本不可能。测量这些体系中的 zeta电位 的方法是使用 ZetaProbe 或 AcoustoSizerII,它们可以在使用浓度下进行测量,无需稀释。
介绍
碳酸钙胶体在工业上应用广泛。水中 CaCO3 浆料的 pH 值约为 9,并显示出略正的 zeta 电位。降低 pH 值会增加 zeta 电位,但可达到的最低pH 值约为 7。较低的pH值导致固体开始溶解,再加上HCO3-离子的缓冲作用增加,使得测量pH值远低于7时的性质变得很难。
随着 pH 值的降低,钙离子的释放会导致 zeta 电位随 pH 值的变化变得迟滞,但在pH值 7 ~ 10 的范围内,粒径大小变化不大。
1. 碳酸钙的检测
碳酸钙在工业上被广泛用作填料和改性剂,在造纸等工业中用作涂层剂。它是一种白色结晶固体,水溶性低。它会轻微水解导致pH值高于 7。在正常条件下,由于钙离子占优势,晶体表面电荷为正。表面电荷的大小由钙离子浓度和pH值决定。它在 pH 10左右,表面电荷为零,10以上为负值。
我们检测了碳酸钙样品(10%体积浓度)的电声特性,在此函数关系中的pH值,从正常约9.5升到10,然后下降到6.8左右。此时将样品稀释至5%,并回滴到pH值约10。
2. 研究结果
图1显示了10%碳酸钙的滴定结果。初始 pH 值为 9.25 时,zeta 电位略为正,但调节至 pH10.1 会使体系zeta电位跃过等电点 (iep)。
随着 pH 值的降低,zeta 电位变得更正。当 pH 值低于 7 时,体系开始消耗酸,而 pH 值没有变化,因为固体溶解产生 HCO3-,缓冲盐使得体系保持稳定的 pH 值。
然后用去离子水将悬浮液稀释至5%,这时pH值略有增加,zeta电位也增大。
进一步加酸pH值仅略微降低,zeta电位略微升高至高于11 mV。然后,pH 值升高时,zeta电位 略有下降,但体系存在非常大的滞后,因为随着 pH 值的升高,zeta 仍然保持着更高的正值。
Zeta电位在回滴曲线上为更大的正值,因为体系中含有大量的钙离子,钙离子优先吸附在固体表面并使该表面带更多的正电荷。因此需要更多的氢氧根离子才能将表面转化为负值,它使得iep的pH值变得更高。
因此,该体系的 zeta 电位取决于滴定的程度,显然它对任何稀释都很敏感。这种材料 必须在实际使用浓度下进行测量,以确定其真正的 zeta 电位。
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