1. 氧化铝的 pH 滴定
对于无机氧化物粒子而言,当溶液的pH值发生变化时,其Zeta电位会产生显著变化,在某个特定的pH值(pH₀)下,粒子的表面电位会变为零,此时完全不表现出电泳等界面动电现象,这一pH值被称为其等电点。
在等电点时,由于静电斥力消失,粒子的凝集现象会显著发生。由此可知,要使分散体系保持稳定,关键在于使体系的pH值尽可能远离等电点,提高Zeta电位的绝对值。
2.氧化铝、二氧化硅、莫来石粒子的 pH 滴定

我们对氧化铝、二氧化硅及莫来石粒子进行了 pH 滴定测定,比较了它们的Zeta 电位的行为差异。
氧化铝和二氧化硅单独存在时,其等电点分别在 约pH 9 和 pH2.5 附近。
另一方面,由氧化铝和二氧化硅两种成分构成的莫来石粒子,其等电点介于氧化铝和二氧化硅的等电点之间,并且可以发现,不同种类的莫来石粒子之间,等电点也存在差异。
3.混合样品的电泳迁移率分布测量

采用电泳光散射法时,如果待测样品的表面状态非单一成分,则所得到的电泳迁移率分布会呈现出多个峰值的形态。
在此,我们对表面状态不同的 5 种乳胶混合样品进行了测量。结果显示,得到了与表面状态不同的乳胶相对应的峰值,且这些峰值与各自单独测量时所得结果高度一致。
4.非水溶剂中的 Zeta 电位测量

在非水溶剂(尤其是低介电常数溶剂)中进行Zeta电位测定时,与水溶剂中的测定相比,施加电压、样品池内部温度的均一性、样品材质及结构等都会成为问题。因此,通过使用低介电常数溶剂专用样品池,能够实现稳定性良好的测定。
在此,我们对氧化铝-环己烷-AOT体系中的分散剂效果进行了测定。将Zeta电位(根据迁移率通过Hückel公式计算得出)相对于AOT的添加浓度进行绘图后发现,Zeta电位会随AOT添加浓度的变化而变化,且在添加10mM时Zeta电位最大,可见此时分散状态最佳。
5.硅晶圆表面的pH滴定

在半导体产业中,防止异物附着在晶圆表面被认为是最重要的研究课题之一。因此,了解污染物与晶圆表面之间的静电关系,是防止污染并提高清洗效率的有效手段。
在此我们发现,晶圆表面在pH值3~11的范围内带有负电荷。假设污染物为氧化铝,那么在pH值3~9的范围内,两者的电荷符号相反,由此可推测,氧化铝极易附着在晶圆表面,难以去除。
6.界面活性剂吸附对玻璃表面电位的影响
(1) 带负电的玻璃板表面电位的测量结果(BLANK测量)

(2) 玻璃板表面的负电荷被 CTAB 的正电荷中和的状态

(3) 玻璃板表面因过量 CTAB 吸附而带正电的状态

在本实验中,我们模拟了溶液中的物质与固体样品发生吸附等相互作用的情况,观察到如下现象:玻璃表面的负电位会因阳离子表面活性剂的吸附而逐渐被中和,随着吸附的持续进行,表面最终会带上相反的正电荷。