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    C06 - 懸浮液陽離子的電荷滴定

    2021-07-05

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    在許多情況下,膠體的穩定性取決于粒子之間的靜電斥力。粒子界面上的離子基團起主要作用。也許是斥力為零,范德華引力導致的凝聚和隨后的粒子與液相的分離?通過粒子界面的化學修飾,可以控制其斥力。環境條件如pH值,電導率,聚合物的存在等必須加以考慮。在這些體系中,可以通過排斥勢的大小和粒徑分布來預測不穩定性。為了優化穩定性和分散性,需要做大量的配方研究。Stabino II對于穩定性研究者來說是一個非常有效的助手。在水資源的循環利用中,這種分散體的失穩是由絮凝和破乳引起的。它是通過使離子電荷接近于零來實現的。利用Stabino II可以很容易地控制絮凝劑的投加量。

     

    本篇測試報告的重點是金屬氧化物的電荷控制。


    測量原理

    Stabino II可以和粒徑分布測試模塊聯用。這項技術是基于180°DLS動態光背散射法,適用范圍0.3到6.5um,樣品濃度可高達40%。有關粒徑方法的詳細信息,請參閱手冊。Stabino II的測量原理在其它文章中有詳述,此處僅引用幾條主要原則:

    粒子界面電位(PIP)的感應信號是一種電壓,它是由測量筒和振蕩活塞之間的薄層間隙中粒子周圍的離子云的剪切力形成的。

    ● 化學物質或鹽對顆粒界面的影響是由pH、聚電解質或鹽溶液的滴定來定量確定的。

    ● 樣品濃度為0.1 ~ 10% v/v。低于0.1%時靈敏度可能太低,高于10%甚至更低的高粘度是極限。

    ● 該方法適用于整體粒徑范圍0.3 nm到 300μm。


    關注電荷滴定

    樣品和滴定液的混合及PIP的測量是在同一個測量筒中進行的。新樣品配制后可能會發生化學變化,這可能比滴定慢得多,而滴定通常只需幾分鐘。由于電荷滴定的高效率,每天可以進行許多實驗篩選工作。以下研究經常使用Stabino II進行:

    ● pH-滴定,尋找等電點pH(0mv)和穩定區域(s)。

    ● 聚電解質-滴定到電荷零點,得到已知電荷濃度的聚電解質溶液的消耗量“V (0mV) [mL]”,這個消耗量給出了以下問題的答案:

       o 未知聚電解質的總電荷是多少?

       o 分散體系中,每克樣品中覆蓋在粒子表面的功能離子端基有多少?

    ● 聚電解質反應物的化學計量

    ● 兩個自動滴定序列:兩個滴定系統為此服務,易于滴定操作。滴定程序對測量信號的變化作出動態響應。加入最后一部分滴定液后,PIP或pH值若變化過大,下一步就加入較少的滴定液,反之亦然。這節省了時間且不犧牲精度。


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