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2023/02/23 技術專欄 - 界面電位分析

Why Zeta Potential ?

界面電位分析目的

界面電位(Zeta Potential) 為分散系統中顆粒表面所帶的電荷。透過分析樣品的界面電位,可了解和樣品許多相關的應用包括:

分  散  優  劣樣 品 穩 定 性
保  存  期  限顆粒表面化學
流  體  變  化品  質  控  管


界面電位簡介

       奈米粒子因其表面帶有電荷,故在溶液之中會形成電雙層(electric double layer)。在電雙層的擴散層(Diffuse layer)中有個假想平面稱做滑動平面(slipping plane),此表面上的電位定義為界面電位(zeta potential)。在此平面到奈米粒子表面的離子會跟隨奈米粒子移動而移動。
       界面電位會受到奈米粒子表面性質、溶液pH值、電解質種類及溶液電解質濃度的影響,界面電位是判斷分散系統穩定度的一項重要指標。若界面電位過低,代表分散系統不穩定,顆粒會容易產生聚集並快速產生沉降現象。分散狀態的優劣可透過分析顆粒表面的電荷大小決定,穩定的系統通常界面電位需保持大於 |±25mV |。另一方面,界面電位的數值越大,通常也代表分散系統越穩定。

 

IEP 等電點

 
界面電位受pH值影響相當大,可以透過滴定方式量測不同 pH 值下奈米粒子的界面電位。 奈米分散或膠體系統在某特定 pH 值時所帶之界面電位為零時及稱為 IEP (Iso-Electric Point) 等電點。若將分散系統的 pH 值控制遠離 IEP 等電點,通常可提高界面電位而得到較佳的分散狀態。 IEP 等電點亦可作為樣品材料的身分認證; Al2O3的 IEP 等電點在pH~ 9, TiO2 的 IEP 等電點在 pH~ 4。
 

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