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纳米粒度及电位分析仪

简要描述:纳米粒度及电位分析仪是一种用于表征纳米级颗粒(或胶体粒子)的关键特性(如粒度分布、zeta 电位等)的精密仪器,广泛应用于材料科学、生物医药、化工、环境科学等领域。

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  • 更新时间:2025-07-31
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详细介绍
  纳米粒度及电位分析仪是一种用于表征纳米级颗粒(或胶体粒子)的关键特性(如粒度分布、zeta 电位等)的精密仪器,广泛应用于材料科学、生物医药、化工、环境科学等领域。以下从核心功能、工作原理、应用场景等方面进行详细介绍:
 
  一、核心功能
 
  该仪器主要用于分析两类关键参数,这也是其名称的由来:
 
  纳米粒度分析
 
  测定颗粒的尺寸大小及分布范围(通常针对 1nm~10μm 的颗粒),包括平均粒径、粒径分布宽度、多分散指数(PDI)等,帮助判断颗粒的均匀性。
 
  zeta 电位分析
 
  测定颗粒表面的 zeta 电位(又称动电电位),反映颗粒在分散体系中的稳定性:zeta 电位绝对值越高(通常 > 30mV),颗粒间排斥力越强,分散体系越稳定;反之则易团聚沉降。
 
  二、工作原理
 
  仪器通过两种经典物理方法分别实现粒度和 zeta 电位的测量:
 
  1. 纳米粒度测量:动态光散射法(DLS)
 
  原理:当激光照射到纳米颗粒时,颗粒因布朗运动(热运动)会散射光,散射光的强度会随时间波动。颗粒越小,布朗运动越剧烈,光强波动频率越高;反之则波动频率越低。
 
  过程:仪器通过探测器捕捉散射光的波动信号,利用相关算法(如光子相关光谱法)分析波动频率,计算出颗粒的扩散系数,再结合斯托克斯 - 爱因斯坦方程,最终得到颗粒的粒径及分布。
 
  2. zeta 电位测量:电泳光散射法(ELS)
 
  原理:纳米颗粒在分散介质中会因表面电荷形成双电层,在外加电场作用下会发生定向移动(电泳现象)。颗粒表面电荷越多,zeta 电位越高,电泳速度越快。
 
  过程:仪器通过激光照射电泳中的颗粒,利用多普勒效应检测散射光的频率变化,计算出颗粒的电泳迁移率,再结合亨利方程,换算得到 zeta 电位值。
 
  三、仪器组成
 
  光源系统:通常采用氦氖激光器(633nm)或半导体激光器,提供稳定的单色光源,确保散射信号的可靠性。
 
  样品池:用于盛放待测分散体系(如胶体溶液、悬浮液),材质多为石英或特殊玻璃,减少对光的吸收或散射干扰。
 
  光学检测系统:包括透镜、偏振片、光电倍增管(PMT)或雪崩光电二极管(APD),用于聚焦散射光并将光信号转化为电信号。
 
  电学控制系统:用于 zeta 电位测量时提供稳定的外加电场,并控制电场强度。
 
  数据处理系统:通过专用软件对电信号进行分析,计算并输出粒度分布曲线、平均粒径、zeta 电位值等结果。
 
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