Измерение дзета-потенциала частиц

Для измерения дзета-потенциала используется метод электрофоретического рассеяния света. Этот метод основан на методе динамического рассеяния света в конфигурации лазерного доплеровского анемометра (ЛДА), который используется для измерения скоростей потоков жидкости и газа.

Для измерения заряда частиц в исследуемый образец помещается пара электродов, на которые подается постоянное напряжение. Частицы в образце будут двигаться к электроду противоположного заряда с определенной скоростью. Скорость движения частиц измеряется с помощью лазерного доплеровского анемометра. В режиме измерения скорости в спектре рассеянного света появляется компонента, смещенная относительно несущей частоты на величину допплеровской частоты, которая пропорциональна скорости движущихся частиц.

В современных анализаторах электрофоретической подвижности для увеличения точности измерений используется специальный метод анализа доплеровского сигнала - PALS (Phase analysis light scattering). PALS процессор измеряет сдвиг фазы падающего лазерного луча при рассеянии света, вызваном движением частиц. Скорость движения частиц в поле, рассчитанная из фазовой функции, позволяет определить электрофоретическую подвижность частиц.

$$ \mu_E\small = \frac \nu E $$

v - скорость движения заряженных частиц в электрическом поле с напряженностью E. Электрофоретическая подвижность частиц пересчитывается в дзета-потенциал с использованием теории Смолуховского и применением поправок для различной толщины двойного электрического слоя.

$$ \mu_E\small = \frac {2\epsilon\zeta}{3\eta} $$

ζ – дзета-потенциал

μ_E - электрофоретическая подвижность

ε – диэлектрическая проницаемость

η – вязкость