摘要

目前市場(chǎng)上Zeta電位的表征方法有電泳光散射技術(shù)，流動(dòng)電位法以及電聲法，而電泳光散射技術(shù)是一種傳統(tǒng)的Zeta電位表征方法，在懸浮液濃度較高時(shí)結(jié)果會(huì)受到嚴(yán)重影響，因此可能需要將樣品稀釋多個(gè)數(shù)量級(jí)，得到足夠透明的懸浮液才能測(cè)量出可靠的結(jié)果。樣品的稀釋通常不會(huì)導(dǎo)致顆粒尺寸發(fā)生顯著變化，但它會(huì)改變 Zeta 電位，因?yàn)橄♂寱?huì)改變?nèi)芤汉皖w粒表面之間建立的平衡。顆粒表面和溶液整體之間存在動(dòng)態(tài)平衡，如果要獲得有意義的數(shù)據(jù)，就不能破壞這些平衡。

本文采用美國(guó)Colloidal Dynamics公司（簡(jiǎn)稱CD公司）生產(chǎn)的以多頻電聲法原理的高濃漿料Zeta電位分析儀ZetaProbe測(cè)量了高濃度電池漿料樣品的Zeta電位，并比較了不同稀釋倍數(shù)下樣品的Zeta電位，以及Zeta電位隨pH的變化情況。多頻電聲方法的最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需稀釋直接精確測(cè)量膠體懸浮液原液的Zeta 電位，對(duì)于實(shí)際的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

本次實(shí)驗(yàn)對(duì)電池行業(yè)的正負(fù)極漿料以及粘結(jié)劑在不稀釋的狀態(tài)下進(jìn)行原液測(cè)量Zeta電位。采用的測(cè)量?jī)x器是美國(guó)CD公司的高濃漿料Zeta電位分析儀。

由下表可知樣品的固含量都較高，本次測(cè)試使用攪拌杯（圖1右側(cè)樣品杯）使樣品混合均勻并防止沉淀。

樣品信息如下：

圖1. 樣品杯

（左：磁力攪拌180ml；右：機(jī)械攪拌270ml）

實(shí)驗(yàn)一  Zeta電位測(cè)試（原液測(cè)量）

樣品混合均勻后取270ml樣品置于攪拌杯中，并設(shè)置合適轉(zhuǎn)速（0~500rpm），即可開(kāi)始測(cè)量。

*注：kappa值為雙電層厚度的倒數(shù)

實(shí)驗(yàn)二Zeta電位測(cè)試（稀釋不同倍數(shù)）

1號(hào)和4號(hào)樣品用純水稀釋不同倍數(shù)后測(cè)量Zeta電位，以討論稀釋對(duì)樣品Zeta電位的影響。

從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，稀釋對(duì)于Zeta電位結(jié)果有明顯的影響，對(duì)于需要大量稀釋的電泳法來(lái)說(shuō)，影響將更為明顯。

實(shí)驗(yàn)三  pH滴定

使用1.0mol/LKOH溶液對(duì)4號(hào)樣品進(jìn)行滴定，得到如下pH-Zeta電位變化曲線，等電點(diǎn)（IEP）為pH11.86。

結(jié)論

使用ZetaProbe電位分析儀可以快速測(cè)量高濃度漿料的Zeta電位而無(wú)需稀釋，且數(shù)據(jù)重復(fù)性好又可靠。