Zeta电位作为表面性质的指示器

固体表面的化学分析通常采用各种物理方法。然而，这些方法往往需要费时的样品制备，或者对最外层表面不够敏感。zeta电位是描述固体表面化学性质的一个特征参数。它位于固体和周围液体的界面上。

zeta电位表示表面电荷，当反应性(功能性)基团在亲水表面上离解或水离子吸附到疏水表面时，在水溶液中发生。改变水相的pH值会影响解离和吸附过程之间的平衡，从而深入了解表面的化学行为。

表面ζ电位

通过测量流动电位和流动电流来确定宏观固体表面的ζ电位。在规定的压力条件下，使水溶液流过固体表面。的超过3™工具由Anton Paar提供了一个全面的解决方案:通过其不同的测量细胞范围超过™3确定各种形状和大小的固体的ζ电位。

在圆柱形细胞中，纤维样品、粉末或颗粒排列在可渗透层中。被测液体流过该纤维塞或粉末床(图1)。纤维或粉末样品两侧的压差由样品的填充密度决定。这可以使用监控的流动行为进行重复调整。

图1所示。用于纤维和粉末样品的圆柱形电池示意图(1个圆柱形电池，2个电极，3个支撑盘，4个样品插头)。

在具有平面表面的样品的测量单元中，即夹紧单元和可调间隙单元，在两个相对的样品表面之间设置一个确定的间隙。在测量过程中，液体流过这个间隙，并在固/液界面产生压力梯度和电荷分离。流动电位或流动电流是对表面电荷移动的电响应。

夹紧单元高度的差距被定义为一个间隔,而在样本之间的距离可调间隙的细胞是不断调整(图2)。这使得调查样本的表面性质与表面粗糙,严重的肿胀的行为或高度的孔隙度。

与所使用的测量单元无关，压差不断减小，从而测量产生的流动电位(或流动电流)。这两个测量参数之间呈线性关系(图3)，斜率为dU_strp / dΔ或dl_str/dΔp与电势成正比。

zeta电位作为固体与周围液体界面的一种性质，还受液相电导率或电解质浓度的影响。常见的电解质是0.001 mol/l的单盐(如KCl或NaCl)水溶液。这允许可重复设置的电导率。低电解质浓度也保证了测量方法的高灵敏度。

表征固体表面的首选方法是改变水溶液的pH值，从而对表面进行滴定。表面官能团的离解导致了表面载流子的形成。这些载流子的数量随pH值的变化而变化。这种关系使我们能够定性地了解这些官能团的化学性质。也可以计算酸性或碱性表面物质的pK值。Sur-PASS™3的集成滴定单元自动设置pH值，例如，确定等电点。

在水溶液中加入化学物质(多价离子盐、阴离子或阳离子表面活性剂、聚电解质、蛋白质)，可以进一步深入了解这些组分与固体表面的选择性相互作用。例如，这允许研究表面活性剂在纺织纤维或塑料表面的吸附过程。另一个例子是由于二价阳离子在滤膜表面的选择性吸附而引起的zeta电位的变化。

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