纳米粒度与ZETA电位
zeta电位纳米粒度 浓度 -回复
zeta电位纳米粒度浓度-回复什么是Zeta电位？Zeta电位是表征分散体系稳定性的重要参数之一。
它衡量了分散体系中带电颗粒与周围溶剂或分散介质之间的电荷分离程度。
也就是说，它指示了颗粒表面电荷与溶质表面电位之间的力平衡。
导致这种电分离的原因是带电颗粒在溶液中的运动和周围分子的碰撞。
具体来说，带有负电荷的颗粒会吸引正电荷的离子和溶剂分子，而带有正电荷的颗粒则会吸引带有负电荷的离子和溶剂分子，从而导致带电颗粒周围的电荷分离。
在分散体系中，Zeta电位的值可以决定分散体系的稳定性。
如果颗粒表面带有一定的电荷，它们会相互排斥，保持一定的距离，从而使体系更加稳定。
相反，如果颗粒表面的电荷很弱或者为零，颗粒之间会发生静电吸引力，导致颗粒聚集并沉降，从而使体系不稳定。
因此，Zeta电位的测量可以反映颗粒对溶剂或分散介质的亲和性和稳定性。
如何测量Zeta电位？测量Zeta电位是通过Zeta电位仪进行的。
这是一种将外加电场和动态光散射技术结合起来，用来确定溶液中分散体系Zeta电位的仪器。
在测量中，外加电场会引起带电颗粒的移动，而动态光散射技术则可以测量颗粒的动态行为。
具体地说，测量Zeta电位的仪器中包括一个装置，可以在溶液中施加稳定的电场。
这个电场会导致带电颗粒运动并产生速度。
同时，仪器中的激光器会照射到带电颗粒上，并测量颗粒的散射光的动力学特性。
通过对散射光的特性进行分析，可以确定颗粒的速度和位置，并计算出Zeta电位的值。
Zeta电位与纳米粒度的关系如何？纳米粒子是具有纳米尺寸的颗粒，其尺寸通常为1到100纳米。
与传统微粒相比，纳米颗粒具有较大的比例表面积和较高的表面电荷密度，因此它们在分散体系中的行为更为复杂。
纳米颗粒的小尺寸可以导致在液体中呈现出不同的电性和交互作用行为。
具体来说，纳米颗粒表面的电荷分离和电化学行为与宏观颗粒存在一定的差异。
纳米颗粒的高比例表面积使得带电颗粒之间的电荷相互作用更加显著，导致纳米颗粒在液体中更容易形成聚集体。
马尔文仪器(中国) ZS90 纳米粒度和Zeta电位及分子量分析仪 说明书
融合多项专利技术 挑战颗粒表征极限持续革新与优化 再创全球纳米分析新标准新一代纳米粒度和Zeta 电位及分子量分析仪颗粒大小及其分布 – 动态光散射Zeta 电位及其分布 – 激光多普勒电泳+PALS+M3---90º光散射技术·经典光散射角度，配合顶尖检测器APD ，成就极高灵敏度和信噪比的光散射仪Zetasizer nano ZS90·独特光学配置能在宽范围内完成高准确度和重复性的粒径检测·完全符合ISO 13321国际标准---新一代高速数字相关器·提供世界上最宽的动态测量范围---光路·独有的混合模式光纤技术的应用，极大程度减少光传输损耗, 提高信噪比动态光散射原理动态光散射检测由于颗粒布朗运动而产生的散射光的波动随时间的变化。
检测器将散射光信号转化为电流信号，再通过数字相关器的运算处理，得到颗粒在溶液中扩散的速度信息，即扩散系数。
通过Stockes-Einstein 方程可以得到粒径大小及其分布。
适用体系：所有能够稳定存在于溶液中作布朗运动的颗粒。
典型体系包括：乳液，有机/无机颗粒，自然/合成高分子溶液，表面活性剂，病毒，蛋白质样品等等。
应用领域：生物，医药，纳米技术，涂层，化妆品领域，化工领域等等。
领先的专利技术,挑战颗粒表征极限-- 90º和12.8 º双角度模式检测散射光·经典的90º光散射，符合ISO 13321，配合高灵敏度APD检测器及混合模式光纤技术，灵敏度比其它90º仪器高出近十倍，能测量粒径小于1纳米的样品，如右图硫胺素的结果·13º下检测,能分辨微量稳定存在的大颗粒·双角度同时检测，得到Malvern独有的缔合度参数--高性能He-Ne激光器,提供更高的信噪比·单色性高，发散性小，相干性好，单位面积功率高·软件自动控制激光能量，带来3.3x105倍的调整范围·较低的能量避免对有色样品加热及破坏颗粒的布朗运动-- APD检测器,灵敏度无出其右·雪崩式光电二极管(APD), 对光强极端敏感·超晶格结构及尖端工艺的应用，极大地降低了暗电流·软硬件结合的自动控制，检测信号完全在APD的线性范围内--标准配置研究级高速数字相关器·拥有超过4000通道·线性范围 >1011·25 ns – 8000s 的超宽动态采样时间，将指数分布与线性分布完美结合，完全收集小粒子和大粒子的动态信息。
纳米粒度及Zeta电位分析仪详细技术文件
纳米粒度及Zeta电位分析仪详细技术文件
主要参数指标：
系统
1.高稳定性He-Ne激光器
2.激光能量调整：自动，调节范围：0.0003%-100%
3.APD检测器，量子效率QE高于60%；
4.温度控制范围：10-70度，精度+/- 0.1度；
5.可进行粒度和电位温度趋势和时间趋势测量，生成趋势报告；
粒度
1.检测范围：0.3-10000 nm
2.*高速数字相关器：>3000物理通道
3.检测位置可自动连续移动，聚焦点范围：距池壁0.45 mm –
4.65 mm
4.*单角度测量浓度：0.1ppm-40%w/v；
5.最小样品量：不大于20μL
6.*可以通过两个角度检测颗粒物团聚指数
7.可以检测颗粒物相互作用力因子kD
ZETA电位：
1.zeta适合检测粒度范围：5nm - 80um
2.zeta电位范围：± 500 mV
3.迁移率：> ± 18 μ.cm/V.s；
4.采用高频快场+低频慢场测量技术，
5.最小样品量不大于20 μL
6.电导率范围：0 - 100 mS/cm；
分子量：
1.具备动态光散射和静态光散射分子量检测功能
2.检测范围：500－1×107 Da。
超声法和激光法测量粒度和Zeta电位的比较
粒度与zeta电位表征进展及超声／电声分析技术在润滑油粒度及电位测量中得优势杨正红(美国康塔仪器公司北京代表处)微粒物料就是粒径在20－30微米以下,具有一些特殊得功能或作用得超细粉体。
１微米以下得纳米材料所表现得特性及应用已引起了前所未有得关注。
粉体颗粒粒度得表征就是这些超细粉体技术应用得基础与关键。
粉体颗粒粒度就是产品得主要质量指标,它可用来预测产品稳定性、功能特性、颜料覆盖能力及进行终产品质控,也就是选择分离过滤设备等得依据、粉体颗粒粒度得表征手段以及分析仪器得选择对产品开发,原料与添加剂质控都就是至关重要得、润滑油及其添加剂得分散稳定性润滑油就是由润滑剂与添加剂组成得,在润滑剂加入中得一种或几种化合物(添加剂),以使其产生某种新得特性或改善润滑剂中已有得一些特性。
添加剂按功能分主要有抗氧化剂、抗磨剂、摩擦改善剂(又名油性剂)、极压添加剂、清净剂、分散剂、泡沫抑制剂、防腐防锈剂、流点改善剂、粘度指数增进剂等类型、润滑油得清净分散性添加剂对润滑油有着极其重要得意义、其一就是润滑油能将其氧化后生成得胶状物、积炭等不溶物或悬浮在油中,形成稳定得胶体状态而不易沉积在部件上; 其二就是将已沉积在发动机部件上得胶状物、积炭等,通过润滑油洗涤作用于洗涤下来。
清净分散剂就是一种具有表面活性得物质,它能吸附油中得固体颗粒污染物,并使污染物悬浮于油得表面,以确保参加润滑循环得油就是清净得,以减少高温与漆膜得形成。
分散剂则能将低温油泥分散于油中,以便在润滑油循环中将其滤掉、清净分散添加剂就是它们得总称,它同时还具有洗涤、抗氧化及防腐等功能。
因此,也称其为多效添加剂。
从一定意义上说,润滑油质量得高低, 主要区别在抵抗高、低温沉积物与漆膜形成得性能上,也可以说表现在润滑油内清净分散剂得性能及加入量上,可见清净分散剂对润滑油质量具有重要影响。
纳米润滑油添加剂1.固体纳米金刚石作为减摩抗磨添加剂作用机理:纳米金刚石颗粒得一次粒径为7～10 nm,与大尺寸得块体金刚石相比较,有许多不同得特点,它就是碳液滴“骤冷”结晶生成得,与静高压缓慢生长得金刚石相比有很多特别得性质、纳米金刚石作为一种无毒无害得新型润滑材料已经受到有关研究单位与企业得关注,然而由于其价格及应用技术等因素得限制,人们对它得认识还需要一个过程。
纳米粒度及Zeta电位分析仪
仪器功能介绍：
Zetasizer Nano ZS90主要应用于生物、医药、纳米技术、涂层、化妆品领域、化工领域等等，能够测量样品的粒度和Zeta电位。
仪器主要技术参数：
粒度：可以对粒径范围0.3nm至10μm的颗粒和分子进行测量。
最大粒径范围: 0.3 nm - 10 μm *
浓度范围: 0.1ppm – 40% w/v *
检测角度: 175º和12.8º
最小样品量: 12 μl
Zeta电位：能够对水分散和非水分散体系中的zeta电位进行精确的测量。
粒径测量
Zeta电位范围: 无实际限制
电泳迁移率: 0 –无实际上限
最大样品电导率: 200mS/cm
最大样品浓度: 40% w/v
最小样品量: 150 μl
粒径范围: 3.8nm - 100 μm *
仪器使用注意事项：
1.本台仪器需要预约，使用者请与平台相关人员联系，请不要擅自使用仪器。
2.禁止使用任何强腐蚀性溶剂。
3.拷取数据必须使用中心的公共U盘。
后生元纳米粒度和zeta电位仪
后生元纳米粒度和zeta电位仪下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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纳米粒度与ZETA电位参考课件
. ... . ..
英国马尔文仪器有限公司
______激光粒度分析仪的创始人
- 世界上最大的激光粒度分析仪专业设计和生产厂家
- 世界上第一台相关处理器 - 世界上第一台激光衍射法粒度分析仪， - 世界上第一台激光PCS粒度分析仪 - 世界上第一台超声粒度分析仪 - 销售量占世界第一，仅中国大陆已有700台以上 - 已获得ISO9001标准, 欧洲EMC标准认证, GMP标准认
非统计方法
分辨率高 代表性差, 动态范围窄 重复性差
显微镜方法 光学 1微米-电子0.001微米-电域敏感法 0.5-1200微米
光学方法
激光衍射方法( 0.02-3500微米) PCS 光子相关光谱方法( 0.001-6000纳米) 光阻方法(0.01-250微米)
英国马尔文仪器公司—— 世界最大的专业设计及制造厂家
10,000 - 2x107 Da
15
THE ZETASIZER RANGE
用微量电泳法测定水和非水体系中粒子的Zeta电位
Zeta 电位可权威地预测分散体系(悬浮液，乳化液)的长 期稳定性
用光相关光谱测量分散体系中粒径分布
16
提高灵敏度
通常牺牲准确性，用增加激光能量来提高散射光 强度
使用高能量激光器的缺点
[G]
0 t =0
Small Particles Large Particles
Time
t =
检测难点
小粒子 信号非常弱 样品浓度与多重散射
新一代纳米粒度及电位分析仪
2003年5月全新推出Nano系列 多种组合: 粒度，电位，检测角度，自动滴定系统 ZS: 173度检测，0.6-6000nm, 0.1PPM-40% ZS90: 90度检测,1-3000nm 特点: 1. 高灵敏度APD检测器 2. 最新技术相关器: 3. 非侵入式背散射专利(NIBS):提高灵敏度,宽浓度范围 4. M3专利 5. 新一代PALS技术 6. 新一代专利折叠式毛细管样品池 7. 可与自动滴定系统组成在线分析
马尔文纳米粒度 zeta
马尔文纳米粒度 zeta
马尔文纳米粒度和zeta电位是常用的表征纳米颗粒物理性质的指标。
本文将详细介绍马尔文纳米粒度和zeta电位的定义、测量原理和应用。
马尔文纳米粒度（Malvern NanoSizer）是由英国马尔文仪器公司开发的一种用于粒子的大小分析的仪器。
马尔文纳米粒度采用动态光散射（Dynamic Light Scattering，DLS）技术，可以测量纳米级别的颗粒的尺寸分布。
马尔文纳米粒度利用激光散射原理测量颗粒在液体中的动态行为，根据光散射强度的强弱和时间的变化，分析颗粒的大小分布和聚集状态。
马尔文纳米粒度可以测量的颗粒直径范围一般在1nm~1μm之间。
1、研究颗粒尺寸、分散性、聚集状态
2、研究颗粒表面性质
3、研究颗粒在不同媒质中的动态行为
4、测量颗粒的分布系数和均匀度
二、zeta电位
zeta电位是一种表征颗粒在溶液中带电状态的参数。
zeta电位的值可以反映颗粒表面的电荷，是影响颗粒相互作用的重要物理参数。
zeta电位采用激光多角度散射（Laser Doppler Anemometry，LDA）技术，利用测量颗粒在电场中的运动和电荷情况，计算出颗粒表面的电荷密度和zeta电位。
1、评价颗粒的稳定性
2、研究离子强度对颗粒间相互作用的影响
3、研究表面改性对颗粒表面电荷的影响
4、评价纳米材料的表面性能和稳定性
综上所述，马尔文纳米粒度和zeta电位是纳米颗粒表征的重要参数。
通过这两项指标的测量，可以了解颗粒的尺寸分布、表面电荷和稳定性等物理性质，有助于研究纳米颗粒的合成、应用和性质优化。
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2.电泳方式
How is it Measured (Electrophoresis)
VISCOUS DRAG ELECTRODE -
ELECTRICAL ATTRACTION
Particle = microns / sec
-
ELECTRODE +
-
Mobility = velocity electrical field strength
Particles Beam
Laser
Fourier Lens
Detector
PHOTON CORRELATION SPECTROSCOPY (PCS) 光相关光谱 纳米粒度分析仪 Zeta电位分析仪
INTERACTION OF LIGHT WITH MATTER: MIE THEORY
35
30
Stern layer
Diffuse layer
Surface potential
-100 mV 0
The potential at this boundary is the ZETA POTENTIAL
{
Zeta potential
Distance from particle surface
ZETA POTENTIAL
激光动态光散射分析仪
干粉/喷雾粒度分析仪 在线粒度分析仪 高浓度超声粒度分析仪 绝对分子量测定仪
压汞仪
3.6纳米 ~ 426 微米孔径
100 ~ 1 e 12 Daltons
高浓度背散射粒度分析仪 0.6 – 6000nm !! (New!)
化学吸附仪 (TPR/TPD) 流动法快速比表面测定仪 全自动真密度计 自动堆密度分析仪
应用实例: Absorbing systems
测碳黑样品 RUN 1 2 3 4
检测器
PM PM PM APD
计数率 (KCPS) 18.4 18.4 18.4 345.4
z- 平均粒径 (nm)
180.4 179.3 181.2
多分散度
测定时间 分
15 15 15 2 2
0.246 0.221 0.224
常见粒度分析方法
统计方法
代表性强, 动态范围宽 分辨率低 筛分方法 38微米- 沉降方法 0.01-300微米 光学方法 0.001-3500微米
非统计方法
分辨率高 代表性差, 动态范围窄 重复性差 显微镜方法 光学 1微米-电子0.001微米- 电域敏感法 0.5-1200微米
光学方法
新型专利技术-- 非侵入式背散射专利(NIBS) NIBS - Non-Invasive Back-Scatter
检测角度: 173°
可大大提高信噪比,灵敏度比90度角提高50倍(因为背景 噪音主要为大粒子,信号主要在小角度 可自动调节样品池位置,在高浓度时可消除多重散射,所 以样品浓度范围可以很宽:0.1PPM-40%
+
-
The temperature must not change otherwise the viscosity will change. Therefore the applied voltage is very limited.
How is it Measured?
Dip cell
只能加低电压,分辨率不好
Volts / cm
The Zeta Principle
+
-
Negatively Charged Particle
两种样品池
Dip cell vs Capillary cell
+ Dip cell
Capillary cell
+
-
How is it Measured?
Dip cell
Whilst the disposable dip cell looks attractive, the following drawbacks are immediately apparent. In order to maintain uniform electric fields, the electrodes must be relatively close together and of large cross sectional area. Volts applied generates a current. Volts X Amps = Watts = heating.
Hydrodynamic diameter = 0.64nm
ZETA POTENTIAL
WHAT IS ZETA POTENTIAL?
Zeta 电位是一个粒子在特定介质中获得的全部电 荷，它不同与表面电荷
Zeta电位可判断分散体系的稳定性
pH, 盐浓度和其它添加剂可改变分散体系中粒子的Zeta 电位，由此可研究分散体系的稳定性的机理。
激光衍射方法( 0.02-3500微米) PCS 光子相关光谱方法( 0.001-6000纳米) 光阻方法(0.01-250微米)
英国马尔文仪器公司—— 世界最大的专业设计及制造厂家
激光衍射方法
The Principle
•Large particles scatter light at narrow angles • Small particles scatter light at wide angles
毛细管样品池
+
-
THE ZETASIZER RANGE
用微量电泳法测定水和非水体系中粒子的Zeta电位
Zeta 电位可权威地预测分散体系(悬浮液，乳化液)的长 期稳定性
用光相关光谱测量分散体系中粒径分布
提高灵敏度
通常牺牲准确性，用增加激光能量来提高散射光 强度
使用高能量激光器的缺点
增加样品吸光度会导致样品发热，破坏稳定性 不可预测的安全限量 增加成本
纳米粒度与Zeta电位 分析仪
颗粒特性分析测定仪器
英国马尔文公司
美国康塔公司
激光衍射粒度分析仪
全自动比表面及孔隙度分析仪
(分析站数可选 1/2/3/6) >0.005 m2/g 3.5 ~ 5000 埃
0.02 ~ 3500 微米 500/1000 Hz 扫描速率 2 ~ 3000纳米/ZETA电位
新一代纳米粒度及电位分析仪
新一代纳米粒度及电位分析仪
Zeta 电位测量*
M3-PALS 5纳米 － 10微米 M3-PALS 5纳米 － 10微米 M3-PALS 5纳米 － 10微米 -
型号
粒度范围*
NIBS 0.6纳米 - 6微米 NIBS 0.6纳米 - 6微米 -
分子量范围*
1000 - 2x107 Da
主要检测方法: 1.声波方式: a.测的是动态迁移率,需经换算才可得到,但换算需大量参数: Sound
speed ,Heat capacity,Density,Viscosity , Volumetric thermal expansion coefficient,particle size b. 样品与介质的密度一定要差别大,不然测不出,所以这种方法不适 合一般乳液,微乳液等,但适合于矿物,陶瓷浆料等
Relative Intensity
25 20 15 10 5 0 40 60 80
1000nm 800nm 600nm 400nm 200nm
100
120
Angle
什么是光相关光谱( PCS)?
被照亮的粒子进行 着布朗运动 (Brownian Motion) 测量微粒(二次光源) 运动带来的波动迁移
. ... . . .
英国马尔文仪器有限公司
______激光粒度分析仪的创始人
- 世界上最大的激光粒度分析仪专业设计和生产厂家
世界上第一台相关处理器 世界上第一台激光衍射法粒度分析仪， 世界上第一台激光PCS粒度分析仪 世界上第一台超声粒度分析仪 销售量占世界第一，仅中国大陆已有700台以上 已获得ISO9001标准, 欧洲EMC标准认证, GMP标准认 证，唯一完全符合美国FDA QSpec要求 - 多方位应用支持，在中国设立了技术服务中心 - 全国现有上海，北京，广州，成都，西安五个办事处（沈阳办事处在筹建 中），共有七个专业服务工程师，可提供及时完善的专业服务
避免热扰动效应，保证结果准确
延长仪器使用寿命，降低故障率
雪崩式光子－电子计数检测器
固态二极管检测器(Solid state diode detectors)
当光子撞击时，产生了电子空穴对 产生的高压加速了电子运动 被加速的电子获的足够的能量进一步导致电离度的增 加，如同雪崩一样。 最初的光子能雪崩式产生大量的约106 电子这个数量 级远大于普通的光电备增器( photomultiplier detector) 因此有了新一代的雪崩式光子－电子计数器检测器
应用 Stokes-Einstein 方程
计算散射迁移率
• 测量水力直径
• 粒径分布
相关器工作原理
1.00
Perfect Correlation
[G] Large Particles
t =
0
Small Particles
t =0
Time
检测难点
小粒子 信号非常弱
样品浓度与多重散射
新一代纳米粒度及电位分析仪
Zetasizer Nano ZS Zetasizer Nano S Zetasizer Nano Z Zetasizer Nano ZS90 Zetasizer Nano S90