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美国DTI企业推出DT-330电声法zeta电位和孔表面电位分析仪

浏览次数:986次发表时间:2017-07-20

近日,美国分散技术企业(DTI )推出了新一代DT-330型电声电振法电位分析仪,既可在原浓液环境下测量固体颗粒zeta电位,也可测量块状或粉状固体孔表面电位。同时,公布了一代超声法在线粒度分析仪—— DT-500型。

目前,流行的粒度测定方法是激光粒度法(小角激光散射法),但是,这种方法致命的缺点就是必须对样品进行稀释,并且样品不带颜色,对光的吸取不能太强。同样,测量zeta电位的动态光散射技术也要求在极稀的分散体系中进行,并且样品粒径不能大于几个微米(一旦颗粒产生定向运动——沉淀,就偏离了该方法的测量原理)。其实,基于同样的瑞利散射原理,如果用声波代替光波,就能够成功地克服上述缺陷。

19世纪七八十年代,亨利、廷德尔和雷诺首次研究了与胶体相关的声学现象--声音在雾中的传播。散射理论的创始人洛德·瑞利也将他的散射理论中的书命名为“声音理论”。 他把计算方式主要运用到了声音,而不是用在由光学的研究中。由于理论计算的复杂性, 声学更多的依赖于数学计算而不是其他传统的仪器分析技术。随着计算机快速时代的到来和新理论研究方法的发展,今天很多问题已经在美国DTI企业有了清晰的答案。

享誉世界的DT-1200系列粒度和Zeta电位分析仪, 利用超声波在含有颗粒的连续相中传播时,声与颗粒的相互作用产生的声吸取、耗散和散射所引起的损失效应来测量颗粒粒度及浓度,采用专利电声学测量技术测量胶体体系的Zeta电位。对于高达50%(体积)浓度的样品,无需进行样品稀释或前处理即可直接测量。甚至对于浆糊、凝胶、水泥及用其它仪器很难测量的材料都可用DT-300直接进行测量,粒度适用范围从5nm到1mm。

DT-300超声探头(Zeta Probe)能直接在样品的原始条件下测量zeta电位,允许样品浓度高达50%(体积)。DT-300 结构设计紧凑,外置Zeta电位滴定装置(DT-310).自动滴定装置可自动、快速地判断等电点,可快速得到分散剂和絮凝剂。对粒度和双电层失真进行自动校正。该仪器的App易于使用,通用性强,非常适用于科研及工厂的优化控制。

在此基础上,DTI企业董事长Andrei Dukhin博士与美国康塔企业首席科学家Matthias Thommes博士通力合作,开创了电声电振效应测量固体孔道内表面zeta电位的专利方法,并用于WAVE系列和DT-300型, 成就了实现两种电位测定的DT-330型。电声电振法理论上没有分析限制,只要固体样品能被某种液体浸润即可进行分析,操作简单。

随着对高浓度在线粒度灵活监测的需求扩大,DTI企业开发了新一代DT-500型在线粒度分析仪,其功能和参数等同于DT-100型超声粒度分析仪,但其样品池采用了一次性的柔性模块(照片上的绿色部分)。它易于安装或取下(几分钟),消除了清洗过程,大大简化维护程序, 降低了应用成本。在样品池顶部和底部的模块组件用于连接到各种不同的管道,可以很容易地根据现场需求进行修改。这种管路修改不会影响仪器的性能。超声发生器和接收器之间的间隙仍然是可自动可调的,其电子控制箱和App与DT-100是一样的。

该仪器已经应用于美国某制药企业研磨在线监测,并通过了初步的灭菌工序与125℃的蒸汽考验。

美国分散科技企业(DTI)成立于1996年,专注于非均相体系表征的科学仪器业务。 DTI开发的基于超声法原理的仪器主要应用于在原浓的分散体系中表征粒径分布、 zeta电位、流变学、固体含量、孔隙率,包括CMP浆料,纳米分散体,陶瓷浆料,电池浆料,水泥家族,药物乳剂等,并可应用于多孔固体。DTI享有7项美国专利,并在ISO参与领导组织超声法粒度分布国际标准和电声法测量Zeta电位国际标准的制定。

DTI从成立之初就与美国康塔仪器企业有着广泛的合作,目前康塔仪器企业负责DTI在欧洲大陆,英国及中国大陆的全部业务,WAVE系列由康塔企业负责销售。

利用DT系列仪器,大家能够分析:

l浓浆中粒度分布

l浓浆Zeta电位

l多孔材料的表面Zeta电位

l等电点

l孔隙率

l高频流变学

l表面活性剂优化

l表面活性剂配伍优化

l非水相和水相电导率

l微流变

l固体含量

l德拜长度

在科研领域, 利用DT系列仪器发表的文献主要集中于如下应用:

l方法验证:利用声学与电声学测定粒度分布和Zeta电位。

l纳米技术:颗粒大小和Zeta电位

l生命科学与制药

l陶瓷

lCMP研磨浆液:大颗粒含量

l水泥: zeta电位滴定

l矿浆

l颜料

l在极高离子强度下的Zeta电位(海水环境)

l多孔固体的表面Zeta电位

l涂料

l乳制品:液滴大小和脂肪含量

l乳液和微乳液

l化妆品:纳米粒子含量

(1)仪器可以测量的超声衰减谱远远超过50%(体积),但用于从该数据计算PSD的理论将浓度限制在50%(体积);同样,计算ζ电位的理论限定浓度为40%(体积)。在全范围内,等电点的pH值是准确的,但是,ζ电位的绝对值的降低会使体积分数限定在一定范围内。

(2)为滴定实验,可能有必要使用外部循环泵,以提供试剂与相当粘稠的样品之间充分混合。

(3)在计算粒度时,因为声波响应与颗粒移动相关,颗粒粘度实际是非常重要。例如,在凝胶或其他结构化系统中,该“微粘度”应该是显著小于用传统流变仪测得的介质粘度,其所测量的粘度比颗粒粘度大得多的。

(4)为zeta电位测量时的粒度范围可能依赖于颗粒与介质的密度对比度。

 



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