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基于NTA技術(shù)的納米氣泡Zeta電位表征

2025-03-24

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納米氣泡是液體環(huán)境中完全由氣體組成的一類特殊的納米顆粒。目前的研究已證實(shí)，納米氣泡在環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖、工業(yè)清洗、醫(yī)美等領(lǐng)域有非常大的應(yīng)用潛力，相關(guān)行業(yè)的研究熱度也很高。快速、準(zhǔn)確、全面的納米氣泡表征技術(shù)已成為研究人員的必然需求。

在納米氣泡研究中，粒徑和濃度會(huì)直接影響納米氣泡的實(shí)際應(yīng)用效果，而Zeta電位更多地提供納米氣泡應(yīng)用的理論支持。它不僅能反映出納米氣泡的穩(wěn)定性，還有助于揭示納米氣泡和其他物質(zhì)的作用機(jī)制。但樣品的溶液環(huán)境很容易影響納米氣泡的Zeta電位，所以不同溶液環(huán)境下準(zhǔn)確地表征納米氣泡的zeta電位在實(shí)際研究與應(yīng)用中尤為重要。本文以兩種不同方法產(chǎn)生的納米氣泡樣品為例，介紹了ZetaView在納米氣泡Zeta電位表征中的應(yīng)用。

方法一：將氮?dú)庖约s3L/min的流速注入無顆粒的15ml純水中，持續(xù)通氣1min后，取樣1ml；

方法二：將100μl無水乙醇和900μl純水混合，反應(yīng)不到10s，再將樣品稀釋10倍，取樣1ml。

根據(jù)以上兩種方法得到的納米氣泡樣品，分別取樣1ml，注入ZetaView樣品池內(nèi)，選擇對(duì)應(yīng)的SOP，可快速獲得兩個(gè)樣品的Zeta電位分布（如下圖1）和Zeta電位值。

圖1 方法一（藍(lán)色）和方法二（橙色）得到的納米氣泡樣品的zeta電位分布

經(jīng)ZetaView測(cè)試，方法一獲得的納米氣泡樣品的Zeta電位值是-32mV，方法二獲得的納米氣泡樣品的Zeta電位是-23mV。基于ZetaView的單顆粒表征技術(shù)特點(diǎn)，我們同時(shí)還可以得到單個(gè)納米氣泡的Zeta電位—粒徑的分布圖，如下圖所示：

圖2 方法一（藍(lán)色）和方法二（橙色）得到的納米氣泡樣品的zeta電位-粒徑分布

由以上結(jié)果可以看出，這兩種納米氣泡樣品的粒徑分布都集中在100nm附近，但Zeta電位有明顯的區(qū)別。如果僅僅以粒徑、濃度為表征指標(biāo)，就完全忽略了Zeta電位揭示的信息。所以，為了更全面地研究納米氣泡樣品，除了基本的粒徑、濃度表征之外，納米氣泡的Zeta電位表征也是至關(guān)重要的。

ZetaView是基于納米氣泡的布朗運(yùn)動(dòng)和電泳運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)納米氣泡的粒徑和Zeta電位測(cè)試，以直接計(jì)數(shù)的方式計(jì)算納米氣泡的實(shí)際數(shù)量濃度，在目前的納米氣泡研究領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。尤其是在納米氣泡濃度極低、納米氣泡粒徑分布很寬的情況下，ZetaView依然可以得到準(zhǔn)確有效的測(cè)試數(shù)據(jù)。據(jù)目前可查的數(shù)據(jù)顯示，在極微量納米氣泡的定量檢測(cè)中，ZetaView的測(cè)試結(jié)果可媲美高分辨氣相色譜法的測(cè)試結(jié)果。因此，ZetaView已被寫入ISO 7383-2:2024標(biāo)準(zhǔn)中。

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