上海中晨数字技术设备有限公司

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确和准确 ――关于zeta电位两种测量方法的讨论
点击次数:3093 发布时间:2013-08-04

   

有个小小说是关于测量学的。故事说的是有个农场主要测量田埂的长度,请来两位测量能手。一位用的是“土办法”--麻绳、卷尺加计算器,一位用的是激光测距仪。结果前者测出了“103.2米”的数据,后者测出了“94.563米”的精确数字。最终,农场主采用了激光测距仪测得的精确数字。用“土办法”的那位测量者临别前说:“虽然我没有比他测得精确,但我的结论比他准确。”

 

上海中晨数字技术设备有限公司研发生产的微电泳仪(zeta电位仪),采用的是视频测量技术。根据分散体系中带电颗粒在电场切换作用下的单位时间位移,自动截取并强化带电颗粒图像,软件分析位移像素自动计算出其电泳淌度及zeta电位,并可准确观测粒径大小。由于全部分析过程均是“所见即所得”,相当于故事中“土办法”的升级版,是实测值,所以数据一定是准确的,想做错都难。

 

而国际知名仪器公司(例如马尔文)生产的zeta电位和粒径分析仪器基本上都采用激光衍射测量技术,测量快而精确。但是,“当颗粒小到几百纳米时,其衍射光强对于角度几乎完全失去依赖性”,并且,“在ISO13320国际标准中,特别提出如果颗粒粒径小于几十微米,需采用米氏理论,输入正确的样品折射率和吸收率以便能获得更为准确的结果。”(参见《仪器快讯》2009年10月刊)由此可见该类仪器尽管测量数字精确,但是计算值,在许多情况下不见得准确。

 

微电泳仪(zeta电位仪)主要是测量分散体系中带电颗粒的zeta电位,广泛应用于现代科研、生产领域。比如在工业废水、江河饮用水采水处理中,我们希望添加zui适合的絮凝剂,使水分散体系趋向于极不稳定、水分散体系中的带电颗粒絮凝成大团并沉降,从而获得干净的水体。而相反的例子是在造纸工业中,我们希望调配zui佳的浆体环境,使纸浆分散体系趋向于非常稳定、纸浆分散体系中的带电颗粒以极小微粒完全分散,从而获得光洁平滑的纸张。

 

上海中晨数字技术设备有限公司研发生产的微电泳仪(zeta电位仪)由于采用的是视频测量技术,测量结果准确;目前测量粒径的下限是100纳米,带电颗粒粒径只能逐个观察测量。国际知名仪器公司生产的zeta电位和粒径分析仪器基本上都采用激光衍射测量技术,测量结果精确但在一些环境下不准确,其优势在于可以快速测出整个分散体系中粒径分布直方图。

 

    综上所述我们得到的结论是,显微电泳法测量技术在zeta测量和带电颗粒单体观察测量上的可靠性有着明显的优势,是国家创新基金项目(国科发计字[2009]276号)而光散射电泳法(包括激光衍射)测量技术在测算整个分散体系中粒径分布直方图时优势显著,两者各有长处。

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