百特自動(dòng)滴定儀在氧化鐵黃粉末Zeta電位測量中的應(yīng)用背景

氧化鐵黃 - 基本信息. 為粉狀黃色透明顏料。. 相對密度為3.5。. 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。. 粒度為0.01～0.02μm。. 比表面積大 (約為普通氧化鐵的10倍)，具有強(qiáng)烈吸收紫外線、耐光、耐大氣等良好性能。. 制成的漆膜透明，性質(zhì)優(yōu)良。. 無機(jī)黃色顏料。

由于氧化鐵黃在177℃以上時(shí)，將會(huì)失去結(jié)合水并轉(zhuǎn)化為氧化鐵紅，為了提高氧化鐵黃的耐熱性，通常采用表面改性技術(shù)，使氧化鐵黃在高溫下保持良好的穩(wěn)定性。不同的改性方法，使氧化鐵黃的表面帶電性發(fā)生改變。

Zeta電位是顆粒表面化學(xué)的體現(xiàn)，依賴于顆粒表面的化學(xué)組成和周圍溶液環(huán)境，不同的pH下，體現(xiàn)的Zeta電位不同。環(huán)境pH對于Zeta電位的影響是多種因素共同作用的結(jié)果，首先,pH的改變影響顆粒表面基團(tuán)的離解平衡；其次，溶液環(huán)境中[H]+和[OH]-離子濃度不同，會(huì)影響這兩種離子在顆粒表面的吸附效果；最后，滴定過程中加入酸或者堿不但會(huì)改變環(huán)境的pH還同時(shí)改變環(huán)境的離子強(qiáng)度。在解釋滴定曲線的時(shí)候需要綜合考慮這些影響因素。

氧化鐵黃Zeta電位測量樣品制備和測試條件

將氧化鐵黃粉末分散在純凈水中得到母液，水域超聲5分鐘使其分散。檢測其pH為5.8，初始Zeta電位為正值。通過BeNano主機(jī)和BAT-1自動(dòng)滴定儀進(jìn)行pH滴定操作，向溶液中滴加NaOH水溶液改變體系的pH。終點(diǎn)pH設(shè)定為12，pH間隔為1，冗余度0.2pH值。

通過BeNano內(nèi)置的溫度控制系統(tǒng)開機(jī)默認(rèn)測試溫度控制為25℃±0.1℃，采用毛細(xì)管電極進(jìn)行測試。每一個(gè)樣品在放入樣品池后進(jìn)行一次測試。

氧化鐵黃Zeta電位測試結(jié)果和討論

通過檢測不同pH下樣品的Zeta電位值，我們得到Zeta電位隨pH的變化曲線。

從圖中可以看出，氧化鐵黃樣品在低pH范圍時(shí)Zeta電位為正值，說明其顆粒物上帶有較多正電，隨著pH升高，Zeta電位逐漸向0趨近，在pH=6.66時(shí)達(dá)到等電點(diǎn)，此時(shí)Zeta電位值為0。隨著pH繼續(xù)升高，[OH]-濃度升高，顆粒開始攜帶負(fù)電荷，其Zeta電位隨pH升高絕對值逐漸增大。

相對較高的pH（10~12）范圍（顆粒攜帶較多負(fù)電）懸浮液的Zeta電位絕對值比較高，說明體系在此范圍內(nèi)相對比較穩(wěn)定，不容易團(tuán)聚，而在等電點(diǎn)附近Zeta電位較低，體系的穩(wěn)定性相對較差。

當(dāng)pH達(dá)到11之后，顆粒表面的負(fù)電荷基本達(dá)到飽和，即使pH繼續(xù)升高，顆粒表面也無法攜帶更多負(fù)電荷。此時(shí)繼續(xù)加入NaOH溶液在pH升高的同時(shí)，離子強(qiáng)度也逐漸升高。在顆粒表面電荷基本飽和的情況下，Zeta電位絕對值不再變高，而且隨離子強(qiáng)度加大，電導(dǎo)率迅速上升，屏蔽效應(yīng)逐漸增加，Zeta電位絕對值有緩緩變小的趨勢。

氧化鐵黃Zeta電位測量結(jié)論

通過百特BeNano納米粒度及Zeta電位儀和BAT-1自動(dòng)滴定儀表征了一個(gè)氧化鐵黃樣品在不同pH條件下的Zeta電位信息。結(jié)果表明，氧化鐵黃在pH=6.66時(shí)，為其體系的等電點(diǎn)，在等電點(diǎn)附近Zeta電位絕對值相對較低，體系處于不穩(wěn)定狀態(tài)。而當(dāng)較高(pH=10~12)時(shí)其體系的Zeta電位絕對值較高，處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。