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關(guān)鍵詞：氧化鋁、純度,、Zeta電位

氧化鋁是一種常見的無機(jī)氧化物，其廣泛應(yīng)用于陶瓷,、醫(yī)藥,、電子、機(jī)械等行業(yè),。氧化鋁的純度不同,，應(yīng)用的領(lǐng)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(zhì)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(huì)影響材料的性能和應(yīng)用領(lǐng)域,。在這個(gè)應(yīng)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。

原理和設(shè)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(dòng)滴定儀,。

電泳光散射技術(shù)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(hào)。在樣品兩端施加一個(gè)電場,，樣品中的帶電顆粒在電場力的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行電泳運(yùn)動(dòng),。由于顆粒的電泳運(yùn)動(dòng)，樣品的散射光的頻率會(huì)產(chǎn)生一個(gè)頻移,，即多普勒頻移,。利用數(shù)學(xué)方法處理散射光信號(hào)，得到散射光的頻率移動(dòng),，進(jìn)而得到顆粒的電泳運(yùn)動(dòng)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：

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(jìn)行測試,。儀器使用波長671nm,，功率50mW激光器作為光源，設(shè)置在12度角的APD檢測器進(jìn)行散射光信號(hào)采集,。采用PALS相位分析光散射技術(shù),，可以有效檢測低電泳遷移率樣品的Zeta電位信息。

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(dòng)滴定儀相配合,，以樣品分散后的pH環(huán)境為起點(diǎn),，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(shè)定在2-12之間Zeta電位的變化。

測試結(jié)果和討論

圖1.95%氧化鋁和99%氧化鋁Zeta電位pH滴定結(jié)果

物質(zhì)的Zeta電位由其表面的化學(xué)組成和周圍的液體環(huán)境決定,，雖然這兩個(gè)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(xué)物質(zhì),。通過圖1對于兩個(gè)不同純度的氧化鋁樣品的Zeta電位pH滴定結(jié)果可以看到,，使用同樣的蒸餾水進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)為5.18,。由此可以得出對于同一物質(zhì)而言，其純度不同,，對其Zeta電位的影響是巨大的,。