Zeta電位怎么測(cè)？依據(jù)什么原理？

顆粒表面帶電的狀態(tài)首先取決于顆粒材料表面的官能團(tuán)和化學(xué)結(jié)構(gòu)，不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和電負(fù)性的官能團(tuán)將直接影響顆粒表面的電荷種類和數(shù)量。然而跟粉末顆粒懸浮在空氣中不同，懸液中的顆粒一般周邊的介質(zhì)是極性的溶液（比如水），這就意味著離子和電荷可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)自由的移動(dòng)，這樣緊密吸附的電荷會(huì)使顆粒在溶液中形成一個(gè)超過顆粒表面界限的雙電層：嚴(yán)密層和滑移層。在滑移層內(nèi)，所有顆粒將會(huì)受靜電作用一起移動(dòng)，滑移層以外則看作溶液環(huán)境，因此將顆?；茖游恢玫碾妱?shì)值稱為Zeta電位，帶正電的顆粒電勢(shì)為正值，而帶負(fù)電的顆粒電勢(shì)值為負(fù)值，電勢(shì)值絕對(duì)值越大，則說(shuō)明顆粒表面電荷密度越高。

現(xiàn)在市面上有很多種技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)電位測(cè)試，比如動(dòng)態(tài)圖像電泳法、超聲波電泳技術(shù)等，但相對(duì)最為成熟的方法還是電泳光散射技術(shù)，其主要測(cè)試原理如下：
我們知道，對(duì)于一個(gè)帶電的顆粒，如果我們將其置于一個(gè)已知強(qiáng)度的電場(chǎng)中，由于電場(chǎng)力的存在，帶電粒子就會(huì)在電場(chǎng)中進(jìn)行電泳運(yùn)動(dòng)，其中正電荷往負(fù)極走，負(fù)電荷往正極走。根據(jù)Henry方程，在單位電場(chǎng)條件下，顆粒的電泳遷移率將會(huì)直接正比于顆粒的Zeta電位。換句話說(shuō)，只要能夠準(zhǔn)確測(cè)量帶電粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)的速度，就可以通過Henry方程得到顆粒的Zeta電位。但對(duì)于微觀顆粒其尺寸非常小，移動(dòng)速度又相對(duì)較慢，因此常規(guī)的測(cè)試方法要想準(zhǔn)確測(cè)得顆粒的移動(dòng)速度將會(huì)面臨較大挑戰(zhàn)，而電泳+光散射的方式，則恰恰可以較好地解決這個(gè)問題。根據(jù)光學(xué)多普勒效應(yīng)，一束光照射到一個(gè)移動(dòng)的物體上，散射光的頻率將會(huì)發(fā)生變化，物體移動(dòng)越快，則反射波頻率變化越大，通過測(cè)量散射光頻率的變化，即可得到顆粒的移動(dòng)速度，從而計(jì)算出顆粒的Zeta電位。

Zeta電位測(cè)量技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)和科研各個(gè)領(lǐng)域，比如陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域，我們需要測(cè)量陶瓷漿料的Zeta電位來(lái)考察漿料的存儲(chǔ)穩(wěn)定性；在生物制藥領(lǐng)域，我們需要測(cè)試蛋白溶液的Zeta電位以盡量避免蛋白大分子的團(tuán)聚；而在水處理領(lǐng)域則恰恰相反，需要加絮凝劑并將其電位調(diào)節(jié)到等電點(diǎn)附近，從而讓其變得更容易絮凝沉淀以便去除水中的顆粒雜質(zhì)。