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Zeta电位:如何界定纳米材料表面电荷?

作者:超级管理员时间:2022-08-04 08:26:31247 次浏览

信息摘要:

什么是Zeta电位?首先,我们需要知道,什么是双电层?在物理化学领域是这样解释的:电极的金属相为良导体,过剩电荷集中在表面;电解质的电阻较大,过剩电荷只部分紧贴相界面,称紧密层(compact double layer)或stern层;余下部分呈分散态,称扩散层(diffuse double layer)。这样,在电极的金属-电解质两相界面存在电势...

什么是Zeta电位?首先,我们需要知道,什么是双电层?

在物理化学领域是这样解释的:电极的金属相为良导体,过剩电荷集中在表面;电解质的电阻较大,过剩电荷只部分紧贴相界面,称紧密层(compact double layer)或stern层;余下部分呈分散态,称扩散层(diffuse double layer)。这样,在电极的金属-电解质两相界面存在电势,将产生双电层(electrical double layer),其总厚度一般约为0.2-20纳米。

图1.固体表面双电层模型简化示意图

胶体化学领域是这样解释的:胶体纳米颗粒带电,是因为纳米颗粒表面拥有一层电位离子,电位离子层通过静电作用,把溶液中电荷相反的离子吸引到胶核周围。吸附正离子带正电,吸附负离子带负电。由于整个溶液是电中性的,故还应有等量的反离子存在。这样,在纳米材料周围介质的相间界面区域就形成双电层。

一是内层区,称为Stern层,其中离子与粒子紧紧地结合在一起;另一个是外层扩散区,其中离子不那么紧密的与粒子相吸附。在扩散区内,有一个抽象边界,在边界内的离子和粒子形成稳定实体。当粒子运动时(如由于重力),在此边界内的离子随着粒子运动,但此边界外的离子不随着粒子运动,这个边界称为流体力学剪切面(slipping plane)。

图2. 纳米颗粒在介质中的表面电荷和电位简易示意图

我们所说的Zeta电位就是指胶体纳米粒子在剪切面处到原始表面之间的电位;而我们所说的纳米颗粒表面带正电,也是指截切面处的整体电荷情况。一般来说,在稳定的胶体体系中,如果纳米粒子本身是带负电荷,剪切面就是正电荷,纳米粒子表现为带正电荷,检测得到的Zeta电位是正值;如果纳米粒子本身是带正电荷,剪切面就是负电荷,纳米粒子表现为带负电荷,检测得到的Zeta电位就是负值。(PS:此处应该区别电位、电荷两个概念,并欢迎提出不同意见,共同提高!)

以上是小编如何界定纳米材料表面电荷的总结,有什么问题请及时联系小编


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