Zeta 电位：原理、计算与分析

Zeta 电位

Zeta 电位是指剪切平面上颗粒所带电荷

Zeta 电位是指剪切面上颗粒所带的电荷。这一表面电荷值对于理解和预测悬浮液中颗粒间的相互作用非常有用。调控 Zeta 电位是一种增强制剂悬浮稳定性的方法，例如在水处理中可加速颗粒絮凝。通过电泳光散射测量 Zeta 电位，可以评估各种调控策略的效果。电泳光散射利用了带电粒子在施加电场下会产生响应的特性。

SZ-100 系列纳米粒度及 Zeta 电位分析仪布局

由于外加电场引起的粒子运动通过光散射进行测量。粒子被激光照射后会发生光散射现象。散射光的频率与粒子速度相关，这是多普勒频移效应的结果。这也解释了该技术的另一个名称：激光多普勒电泳。为了精确提取散射光中的频移，需要将第二束光（参考光束）与散射光束混合。如下图所示，右下角的 zeta 电位检测器中显示了散射光束与参考光束的混合过程。通过测量频移幅度即可确定粒子运动速度。

SZ-100 系列 zeta 电位测量仪的光路系统

Zeta 电位计算方法

通过已知的施加电场和测得的粒子速度，可以轻松确定粒子迁移率。随后使用模型（最常用的是斯莫鲁霍夫斯基模型）根据迁移率计算出电位。测定电位所需的唯一参数是液体介电常数、折射率和粘度。这使得该技术快速可靠。

已知电场和测得的粒子速度可用于计算粒子迁移率，再通过选择模型即可得到电位。

许多环境因素会影响电位，包括 pH 值。手动或自动 pH 滴定可以确定等电点和最大电位范围，进而预测稳定性。

实际操作中，将少量悬浮液或乳状液加入测量池后插入仪器即可进行测量。仪器软件会自动确定合适的电场强度，调节参考光束强度以确保最佳信噪比，完成数据采集与分析后向用户呈现结果。通常 H⁺或其他离子对 Zeta 电位的影响至关重要：前者可进行 pH 滴定，后者则需改变离子浓度（通常采用对数梯度）并执行系列 Zeta 电位测量。使用自动滴定仪调节样品 pH 值可显著节省人力。