zeta电位测试说课材料
粘土─水系统z电位的测定（实验指导）
材料科学基础实验报告专业班、组学号姓名粘土 ─ 水系统 ζ - 电位测定一．目的意义ζ - 电位是固液界面电位中的一种，其值的大小与固体表面带电机理、带电量的多少密切相关，直接影响固体微粒的分散特性、胶体物系的稳定性。
对于陶瓷泥浆系统而言，ζ - 电位高时，泥浆的稳定性好，流动性、成型性能也好。
本实验的目的：1. 了解固体颗粒表面带电原因，表面电位大小与颗粒分散特性、胶体物系稳定性之间的关系。
2. 了解粘土粒子的荷电性，观察粘土胶粒的电泳现象。
3. 掌握通过测定电泳速率来测量粘土 ─ 水系统 ζ - 电位的方法。
进一步熟悉 ζ - 电位与粘土 — 水系统各种性质的关系。
二．基本原理在硅酸盐工业中经常遇到泥浆、泥料系统。
泥浆与泥料均属于粘土 ─ 水系统。
它是一种多相分散物系，其中粘土为分散相，水为分散介质。
由于粘土颗粒表面带有电荷，在适量电解质作用下，泥浆具有胶体溶液的稳定特性。
但因泥浆粒度分布范围很宽，就构成了粘土 ─水系统胶体化学性质的复杂性。
固体颗粒表面由于摩擦、吸附、电离、同晶取代、表面断键、表面质点位移等原因而带电。
带电量的多少与发生在固体颗粒和周围介质接触界面上的界面行为、颗粒的分散与团聚等性质密切相关。
带电的固体颗粒分散于液相介质中时，在固液界面上会出现扩散双电层，有可能形成胶体物系，而 ζ - 电位的大小与胶体物系的诸多性质密切相关。
固体颗粒表面的带电机理，表面电位的形成机理及控制等是现代材料科学关注的焦点之一。
根据胶体溶液的扩散双电层理论，胶团结构由中心的胶核与外围的吸附层和扩散层构成。
胶核表面与分散介质（即本体溶液）的电位差为热力学电位E 。
吸附层表面与分散介质之间的电位差即 ζ - 电位，见图1。
带电胶粒在直流电场中会发生定向移动，这种现象称为电泳。
根据胶粒移动的方向可以判断胶粒带电的正负，根据电泳速度的快慢，可以计算胶体物系的 ζ - 电位的大小。
进而通过调整电解质的种类及含量，就可以改变 ζ - 电位的大小，从而达到控制工艺过程的目的。
zeta电位测试
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§1.2 Zeta电位与分散体系的稳定 性
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§2.3.2多普勒效应测量 法
当测量一个速度为C，频率为 f的波时，假如波源 1 与探测器之间有一相对运动（速度V), 所测到的波频 率将会有一多普勒位移。 在电场作用下运动的粒子，当激光打到粒子上时， 散射光频率会有变化。散射光与参考光叠加后频率 变化表现得更为直观，更容易观测。将光信号的频 率变化与粒子运动速度联系起来，即可测得粒子的 淌度。（如下图）
60 稳定 等电点 不稳定
Zeta Potential (mV)
40
20 0 20 40 60 2 4 6 pH 8 10 12
稳定
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§2 . 1 Zeta电位测量－－光路配置
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§2 . 2 Zeta电位测量理论
在一平行电场中,带电颗粒向相反极性的电 极运动，颗粒的运动速度与下列因素有关: 电场强度，介质的介电常数，介质的粘度（均为 已知参数）Zeta电位（未知参数） Zeta电位与电泳淌度之间由Henry方程相连
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Zeta电位计算公式
g (a ) -Henry函数
2 UE g (a ) 3
UE
-----电泳淌度
----介电常数（F/m） ----zeta电位（mv） ----粘度（Poise） Huckel近似 smoluchowski近似
Zeta电位概念及检测原理浅析
Zeta电位概念及检测原理浅析一、Zeta电位的概念Zeta电位是一个表征分散体系稳定性的重要指标。
粒子表面存在的净电荷，影响粒子周围区域的离子分布，导致接近表面抗衡离子（与粒子电荷相反的离子）浓度增加。
于是，每个粒子周围均存在双电层。
根据Stern双电层理论可将双电层分为两部分，即内层区和外层分散区（又称Stern层和扩散层）。
在内层区离子与粒子紧紧地结合在一起；在外层分散区，离子不那么紧密的与粒子相吸附。
在分散区内，有一个抽象边界，在边界内的离子和粒子形成稳定实体。
当粒子运动时（如由于重力），在此边界内的离子随着粒子运动，但此边界外的离子不会随着粒子运动。
这个边界称为流体力学剪切层或滑动面（slipping plane）。
在这个边界上存在的电位即称为Zeta电位。
上述描述用通俗的语言表述就是：带电颗粒吸附分散系中的反相电荷的粒子，颗粒表面的离子被强力束缚，距离较远的离子则形成一个相对松散的电子云，电子云的内外电位差就叫Zeta电位。
Zeta电位也称电动电位（只有当胶体颗粒在介质中运动时才会表现出来），实际上就是扩散层的电位差。
二、影响Zeta电位的因素分散体系的Zeta电位可因下列因素而变化:1. pH 的变化2. 溶液（分散剂）电导率的变化3. 特殊添加剂及其浓度Zeta电位与pH值影响zeta电位重要的因素是pH值，当谈论zeta电位时不指明pH值没有意义。
假设悬浮液中有一个带负电的颗粒，往这一悬浮液中加入碱性物质，颗粒更难以得到正电。
如果往悬浮液中加入酸性物质，在一定程度时，颗粒的电荷将会被中和。
进一步加入酸，颗粒将会带更多的正电。
用Zeta电位与pH值作相关曲线图，在低pH值点将是正的，在高pH值点将是负的，曲线有一点会通过零zeta电位，这一点称为等电点，是相当重要的一点，通常在这一点胶体是不稳定的。
电位滴定法可用于测定样品的等电点。
电位滴定图可以显示Zeta电位与pH值之间的关系变化。
ZETA电位PPT
郑秀玉
Zeta电位 一、Zeta电位
剪切面
胶体质点在液体中是带电的。当固 体与液体接触时，固—液两相界面 上就会带有相反符号的电荷。 Stern模型： 扩散双电层可分为两层：一层为紧 靠粒子表面的紧密层（亦称Stern层 或吸附层），另一层为扩散层。由 于质点表面总有一定数量的溶剂分 子与其紧密结合，因此在电动现象 中，这部分溶剂分子与粒子将作为 一个整体运动，在固—液相之间发 生相对移动时也有滑动面存在。尽 管滑动面的确切位置不知道，但可 以合理地认为它在Stern层之外，并 深入到扩散层之中。
高于+30mV或低于 高于+30mV或低于 +30mV -30mV的zeta电位,则 30mV的zeta电位, 电位 该分散体系应该比较 稳定。 稳定。
影响Zeta Zeta电位的因素 三、影响Zeta电位的因素 分散体系的Zeta电位可因下列因素而变化: 分散体系的Zeta电位可因下列因素而变化: Zeta电位可因下列因素而变化
–pH 的变化 –溶液电导率的变化 –某种特殊添加剂的浓度,如表面活性剂,高分 某种特殊添加剂的浓度,如表面活性剂,
子
测量一个颗粒的zeta电位随上述变量的变 测量一个颗粒的zeta电位随上述变量的变 zeta 化可了解产品的稳定性， 化可了解产品的稳定性，反过来也可决定 生成絮凝的最佳条件。 生成絮凝的最佳条件。
四、Zeta电位与pH eta电位 电位与
pH——影响zeta电位最重要的因素 影响zeta电位最重要的因素 pH 影响zeta Zeta Potential (mV) 60 40 20 0 2 -0 4 -0 6 -0 2 4 6 pH 8 10 12 稳定 等电点 不稳定 稳定
Zeta电位测量-ParticleSolutions软件-草稿资料
R、 Liquid 溶剂设置
T、粘度、折光指数、介电常数、 pH 值设置
U 、 Particle 颗粒常数设置——不需要设置
W 、 Smoluchowski 模式——适用于高 盐及大颗粒体系
X 、 Huchel 模式——适用于低盐、 非极性溶剂及小颗粒体系
Y、 Henry 模式——适用 于高盐、 小颗粒、 单价离 子的蛋白
极片，极板间无气泡，样品池表面擦干，连接电极线，再将样品池放入仪器的样品槽内，
电
极接口方向向右 。（注：有机相样品只能使用石英样品池以及耐腐蚀电极）
4、在测量窗口中进行参数设置
A 、点击 SOP， 弹出参数设置对 话框
B、依次输入： 样品名称 课题组名称 项目名称 编号 备注
C 、点击左边的 Instrument Parameters
Zeta 电位测量 1、打开仪器电源，电脑电源双击桌面快捷方式 界面：
，运行软件， 最终得到如下
2、选择 PALS Zeta 电位测量，点击 New ，弹出测量窗口
C、点击 New，弹出测量窗口
A 、点此下拉符号，弹出下拉选项
B、点选 PALS Zeta Potential Measurement
3、将制备好的样品（样品量约 1.3ml ）装入样品池，插入干净的电极，样品液完全浸没电
9、数据显示与输出 9.1、导入测量数据
9.2、输出实验结果 APALS 报告、 PALS 图像、 PALS 二维图像、小结
C、输出 形 式选 择： PDF/XLS/CSV
V 、数据分析模式设置
点 OK ，结束常数设置。
5、开始测量（注：在弹出的对话框，千万不要点击 工程师联系。 ）
bypass；如长时间不能开始测量，请与
物理化学实验zeta电位的测定
物理化学实验zeta电位的测定下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!物理化学实验: Zeta 电位的测定1. 简介在物理化学领域，Zeta 电位是表征分散体系稳定性的重要参数之一。
材料科学基础课件_Zeta电位的测定
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背景资料 －－胶体
胶体是一种颗粒分散在流体中的悬浮体 通常颗粒的直径小于 1 微米， 许多样品均属于胶体，如油漆、墨水、牛奶、血液，以及 许多药品和食品。
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颗粒的电荷
胶体颗粒是带有电荷的 可通过各种手段来控制其电荷，如调节 pH 每一个颗粒均被带相反电荷的离子扩散云所包围
Zeta电位测定
Zeta电位的测定
仪器设备：Zeta Probe 测试原理：电声学原理
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Zeta电位测定
Zeta 电位测定仪ZetaProbe
ZetaProbe 测定仪 特点及优点
无须进行样品稀释，样品浓度最高可 以为 60%(V/V) 。 拥有已申请专利的多频电声学测量技 术。 标准配置具有自动滴定装置 能快速精确地测定等电点（IEP）。 采用坚固的浸入式检测传感器，容易 清洗。 可对糊状及胶态样品进行测定。 可自动校正颗粒粒度效应，配有底部 轴向搅拌，可处理高粘度样品，不易 沉淀。
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0 距离
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扩散层的厚度
• 扩散层的厚度 - -1 由下式给定
1
10 nm c
其中 c 为电介质的浓度，单位为mM（毫摩尔）
这样，对于浓度为1 mM的盐溶液， -1 = 10 nm， 浓度为100 mM的盐溶液， -1 = 1 nm。
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电位的重要意义
• Zeta电位能影响以下性能 ： o 流变特性 o 过滤/脱水特性 o 储存寿命 o 胶体稳定性 Zeta 电位是表面化学的一种度量单位，（例如颗粒表面的 涂层类型）。
压电传感器
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电声学测量原理
仪器因素
颗粒的 体积分率
p ESA A( ) zs z g
二氧化钛的zeta电位
二氧化钛的zeta电位
【实用版】
目录
1.二氧化钛的概述
2.Zeta 电位的定义和意义
3.二氧化钛的 zeta 电位的作用和影响因素
4.二氧化钛的 zeta 电位的测量方法
5.二氧化钛的 zeta 电位的应用
正文
1.二氧化钛的概述
二氧化钛（TiO2）是一种广泛应用的无机颜料，具有高折射率、高耐
候性和良好的遮盖力等特点。
在工业生产中，二氧化钛被广泛应用于涂料、塑料、印刷油墨、橡胶等领域。
2.Zeta 电位的定义和意义
Zeta 电位是表示分散体系中颗粒表面电荷的一种物理量，通常用来
表征胶体颗粒的稳定性。
Zeta 电位数值越小，胶体颗粒之间的排斥力越强，胶体体系越稳定。
3.二氧化钛的 zeta 电位的作用和影响因素
二氧化钛的 zeta 电位对其在涂料、塑料等工业生产中的应用性能有着重要影响。
Zeta 电位的大小会影响到二氧化钛颗粒的分散程度、胶体
体系的稳定性以及最终产品的性能。
影响二氧化钛的 zeta 电位的因素有：颗粒大小、颗粒形状、表面修饰、溶液 pH 值等。
4.二氧化钛的 zeta 电位的测量方法
测量二氧化钛的 zeta 电位的方法有多种，常见的有电泳法、激光粒
子测速法（DLS）、库尔特计数法等。
这些方法各有优缺点，具体选择需要根据实际测量需求和条件来确定。
5.二氧化钛的 zeta 电位的应用
通过调节二氧化钛的 zeta 电位，可以改善其在涂料、塑料等工业生产中的应用性能。
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正 zeta 电位
+30mV
0mv
-30mV 负 zeta 电位
一般来说, Zeta电位愈高,
稳定
颗粒的分散体系愈稳定。
水相中颗粒分散稳定性的
分界线一般认为在
不稳定 +30mV或-30mV。
如果所有颗粒都带有高于
+30mV或低于-30mV的
稳定
zeta电位,则该分散体系
应该比较稳定。
§1.4 Zeta电位与pH
pH——影响zeta电位最重要的因素
60
40
20
等电点
0
-20
-40
-60
2
4
6
8
10
12
pH
稳定 不稳定
稳定
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§2 . 1 Zeta电位测量－－光路配置
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§2 . 2 Zeta电位测量理论
在一平行电场中,带电颗粒向相反极性的电 极运动，颗粒的运动速度与下列因素有关: 电场强度，介质的介电常数，介质的粘度（均为 已知参数）Zeta电位（未知参数） Zeta电位与电泳淌度之间由Henry方程相连
pH 的变化
溶液电导率的变化
添加剂的浓度 4.Zeta电位的计算公式
UE
2 3
g(a)
5.粒子淌度U E
即 vf
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编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
zeta电位测试
§1.1 Zeta电位
胶体颗粒在液体中是带电的。当固体与液体 接触时，固—液两相界面上就会带有相反符 号的电荷。
Zeta电位（Zeta potential），又叫电动电位 或电动电势（ζ-电位或ζ-电势），是指剪切 面(Shear Plane)的电位，是表征胶体分散系 稳定性的重要指标。
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§2.3.1淌度测量方法
• 多普勒效应测量法 • 直接观测法
在早期，测量粒子淌度时，是在分 散体系两端加上电压，用显微装置 观测。
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§2.3.2多普勒效应测量法
• 当测量一个速度为C，频率为 f1的波时，假如波
源与探测器之间有一相对运动（速度V), 所测到的 波频率将会有一多普勒位移。 • 在电场作用下运动的粒子，当激光打到粒子上时 ，散射光频率会有变化。散射光与参考光叠加后 频率变化表现得更为直观，更容易观测。将光信 号的频率变化与粒子运动速度联系起来，即可测 得粒子的淌度。（如下图）
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Stern模型：
扩散双电层可分为两层： 一层为紧靠粒子表面的紧密 层（亦称Stern层或吸附层） 另一层为扩散层。
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Stern模型：
由于质点表面总有一定数量 的溶剂分子与其紧密结合， 因此在电动现象中，这部分 溶剂分子与粒子将作为一个 整体运动，在固—液相之间 发生相对移动时也有剪切面存在。尽管剪切面的确切位置不知 道，但可以合理地认为它在Stern层之外，并深入到扩散层之中。
粒子运动速度 v，入射光速度 c，波长，频率 f1 ；
散射光频率 f 2 .（设频率差 f f2f1）
｛f1
c
c v → vf
f2
.............
.............
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内容小结：
1.Zeta电位的概念。
2.Zeta电位与分散体系稳定性之间的关系。
3.影响Zeta电位的因素：
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§1.2 Zeta电位与分散体系的稳定性
1、DLVO理论（描述胶体稳
定的理论）：胶体体系的稳定 性是当颗粒相互接近时它们之 间的双电层互斥力与范德瓦尔 斯互吸力的净结果。 此理论提出：当颗粒彼此接近 时它们之间的能量障碍来自于 互斥力，当颗粒有足够的能量 克服此障碍时，互吸力将使颗 粒进一步接近并不可逆的粘在 一起。
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§1.2 Zeta电位与分散体系的稳定性
2、Zeta电位可用来作为胶体体系稳定性的指标 如果颗粒带有很多负的或正的电荷,也就是说很
高的Zeta电位,它们会相互排斥,从而达到整个体 系的稳定性。
如果颗粒带有很少负的或正的电荷,也就是说它 的Zeta电位很低,它们会相互吸引,从而达到整个 体系的不稳定性。
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§2.3.2多普勒效应测量法
当v=0时 (设颗粒运动速度为v)
当v>0时
散射光与入射光频率相同
←c
激光波向左传播
散射光与入射光频率不同
参考光F1与散射光F2
参考光F1与散射光F2
A B A .............
.............
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§2.3.2多普勒效应测量法
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Zeta电位计算公式
UE
2 3
g(a)
g(a) -Henry函数
U E -----电泳淌度
Huckel近似
g(a)1.0
----介电常数（F/m）
----zeta电位（mv）
----粘度（Poise）
3 2
U
E
smoluchowski近似
g(a)1.5
U
E
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• 由Henry方程可以看出，只要测得粒子的 淌度（单位电场下的电泳速度称为淌度 ）， 查到介质的粘度、介电常数等参数，就 可以求得Zeta电位。
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§1.3 影响Zeta电位的因素
分散体系的Zeta电位可因下列因素而变化 :
– pH 的变化 – 溶液电导率的变化 – 某种特殊添加剂的浓度,如表面活性剂,高分子
测量一个颗粒的zeta电位随上述变量的变 化可了解产品的稳定性，反过来也可决定 生成絮凝的最佳条件。
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Zeta Potential (mV)