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pH環(huán)境對于不同純度氧化鋁顆粒Zeta電位的影響

pH環(huán)境對于不同純度氧化鋁顆粒Zeta電位的影響
丹東百特  2024-09-04  |  閱讀:2823

關鍵詞:氧化鋁,、純度、Zeta電位

氧化鋁是一種常見的無機氧化物,,其廣泛應用于陶瓷,、醫(yī)藥、電子,、機械等行業(yè),。氧化鋁的純度不同,應用的領域也有所差異,,例如:99氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝,、耐火爐管及特殊耐磨材料,如陶瓷軸承,、陶瓷密封件及水閥片等,;95氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕、耐磨部件,。物質的組成不同其表面帶電也具有極大差別,,包括電性和帶電量,而表面帶電情況將會影響材料的性能和應用領域,。在這個應用中,,我們考察了不同純度的氧化鋁材料在不同pH值環(huán)境中的Zeta電位。


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原理和設備

采用丹東百特儀器有限公司的BeNano 90 Zeta 納米粒度及 Zeta電位分析儀以及BAT-1自動滴定儀,。


電泳光散射技術ELS是利用激光照射在樣品溶液或者懸浮液上,,檢測前向角度的散射光信號。在樣品兩端施加一個電場,,樣品中的帶電顆粒在電場力的驅動下進行電泳運動,。由于顆粒的電泳運動,,樣品的散射光的頻率會產(chǎn)生一個頻移,即多普勒頻移,。利用數(shù)學方法處理散射光信號,,得到散射光的頻率移動,進而得到顆粒的電泳運動速度,,即電泳遷移率μ,。通過Herry方程,我們把顆粒的電泳遷移率和其Zeta電位ζ聯(lián)系起來:


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其中ε為介電常數(shù),,η為溶劑粘度,,f(κα)為Henry函數(shù),κ為德拜半徑倒數(shù),,α代表粒徑,,κα代表了雙電層厚度和顆粒半徑的比值。


我們采用丹東百特儀器有限公司的BeNano 90 Zeta 納米粒度及Zeta電位分析儀進行測試,。儀器使用波長671nm,,功率50mW激光器作為光源,設置在12度角的APD檢測器進行散射光信號采集,。采用PALS相位分析光散射技術,,可以有效檢測低電泳遷移率樣品的Zeta電位信息。


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樣品制備和測試條件

分別將純度為95%和99%的氧化鋁,,按照0.2mg/ml配比分散在蒸餾水中,,使用50W超聲波將其分散3min后得到兩份平行樣品。通過BeNano 90 Zeta 納米粒度及Zeta電位分析儀和BAT-1自動滴定儀相配合,,以樣品分散后的pH環(huán)境為起點,,使用HCl滴定液向低pH范圍滴定,使用NaOH滴定液向高pH范圍滴定,,測試pH間隔為1,,檢測pH值設定在2-12之間Zeta電位的變化。


測試結果和討論


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圖1.95%氧化鋁和99%氧化鋁Zeta電位pH滴定結果


物質的Zeta電位由其表面的化學組成和周圍的液體環(huán)境決定,,雖然這兩個樣品的主要成分都是氧化鋁,但是其純度有所差別,,95%的氧化鋁含有更多其他組分化學物質,。通過圖1對于兩個不同純度的氧化鋁樣品的Zeta電位pH滴定結果可以看到,使用同樣的蒸餾水進行超聲分散,,95%氧化鋁樣品的初始pH值在10左右,,懸浮體系呈現(xiàn)弱堿性,滴定曲線的等電點為7.86,;而99%氧化鋁的分散后懸浮體系為pH值在7附近的近中性體系,,等電點為5.18,。由此可以得出對于同一物質而言,其純度不同,,對其Zeta電位的影響是巨大的,。

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