ZETA电位(Zeta
potential)是指剪切面(Shear Plane)的电位,又叫电动电位或电动电势(ζ-电位或ζ-电势),是表征胶体
分散系稳定性的重要指标。
由于分散粒子表面带有电荷而吸引周围的
反号离子,这些反号离子在两相
界面呈扩散状态分布而形成扩散
双电层。根据Stern双电层理论可将双电层分为两部分,即Stern层和
扩散层。Stern层定义为吸附在电极表面的一层离子(IHP or OHP)电荷中心组成的一个平面层,此平面层相对远离界面的流体中的某点的电位称为Stern电位。稳定层(Stationary layer) (包括Stern层和
滑动面slipping
plane以内的部分扩散层) 与扩散层内
分散介质(dispersion medium)发生相对移动时的界面是滑动面(slipping plane),该处对远离界面的流体中的某点的电位称为Zeta电位或电动电位(ζ-电位),即Zeta电位是
连续相与附着在分散粒子上的流体稳定层之间的
电势差。它可以通过
电动现象直接测定。
Zeta电位的重要意义在于它的数值与
胶态分散的稳定性相关。Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。分子或分散粒子越小,Zeta电位的
绝对值(正或负)越高,体系越稳定,即溶解或分散可以抵抗聚集。反之,Zeta电位(正或负)越低,越倾向于凝结或凝聚,即吸引力超过了排斥力,分散被破坏而发生凝结或凝聚(需注意的是,Zeta电位绝对值代表其稳定性大小,正负代表粒子带何种电荷)。Zeta电位与体系稳定性之间的大致关系如下表所示。
Zeta电位的主要用途之一就是研究胶体与
电解质的相互作用。由于许多胶质,特别是那些通过离子表面活性剂达到稳定的胶质是带电的,它们以复杂的方式与电解质产生作用。与它
表面电荷极性相反的电荷离子(抗衡离子)会与之吸附,而同样电荷的离子(
共离子)会被排斥。因此,表面附近的
离子浓度与溶液中与表面有一定距离的主体浓度是不同的。靠近表面的抗衡离子的积聚屏蔽了表面电荷,因而降低了zeta电位。
Zeta电位的测量使我们能够详细了解分散机理,它对静电
分散控制至关重要。对于酿造、陶瓷、制药、药品、矿物处理和水处理等各个行业,ZETA 电位是极其重要的参数。
在造纸行业中,检测纤维和填料表面的Zeta电位,可以有效的辅助化学品助剂的添加,与
PCD颗粒电荷测定仪一起配合检测,可以有效分析和控制
纸机湿部系统。造纸行业使用的Zeta电位仪均采用
流动电势法,利用流体流动剥离纤维或填料表面的相反离子电荷,然后通过纯铂金电极来检测流动电势,结合
电导率仪器计算出Zeta电位。国际上主要的生产厂家是
瑞典BTG公司。