Potencial de la Zeta - La Importancia del Potencial de la Zeta, Los Estudios Electroacústicos del Método y de Caso Que Implican el Dióxido de Titanio y el Bióxido de Silicio

Temas Revestidos

Antecedentes

La Importancia de la Talla de Partícula y de la Distribución Dimensional de Partícula

Potencial de la Zeta

Métodos Tradicionales para Medir Potencial de la Zeta

Medición Electroacústica del Potencial de la Zeta

Medición Potencial de la Zeta Electroacústica en la Acción

Evaluación del Sistema Potencial de la Zeta Electroacústica en un Sistema del Dióxido de Titanio

Evaluación del Sistema Potencial de la Zeta Electroacústica en un Sistema del Bióxido de Silicio

Antecedentes

Nanoparticles de la talla de una partícula cada vez más pequeña y las diversas composiciones materiales se están desarrollando para las industrias farmacéuticas, biomédicas, de la electrónica, de la optoelectrónica, de la energía, del catalizador y de la cerámica. Estas partículas se forman, o se dispersan alternativamente después de la formación, en un media líquido, típicamente agua. Los Diversos media contínuos no acuosos tales como alcoholes también se utilizan.

La Importancia de la Talla de Partícula y de la Distribución Dimensional de Partícula

La talla de partícula y la distribución dimensional de partícula (PSD) de estos materiales son de gran importancia al usuario final porque afectan a las propiedades coloides dominantes tales como reología, lustre de la película, superficie y densidad de empaque. Además, prevenir la agregación de partículas finas en unidades mucho más grandes, indeseables, pasos de progresión se debe tomar para evitar que las partículas adhieran juntas (agregando) debido a las colisiones interpartículas en el media líquido. Esto puede ser lograda creando una barrera de energía eléctrica y/o estérica interpartículas. Para las partículas muy finas, una combinación de barreras eléctricas y estéricas puede ser necesaria prevenir la agregación.

Potencial de la Zeta

La fuerza de la barrera eléctrica de la partícula se mide en términos de potencial eléctrico llamado el “potencial de la zeta.” El potencial de la Zeta se debe medir en las condiciones de proceso, es decir, sin la dilución anterior de la muestra, pues los iones pueden adsorber o deabsorber de la superficie de la partícula sobre la dilución y cambiar el potencial de la zeta.

Métodos Tradicionales para medir Potencial de la Zeta

Hasta hace poco tiempo, ésos que deseaban obtener resultados potenciales de la zeta tuvieron que recurrir a los métodos aburridos y que toma tiempo del “microelectrophoresis” que requieren diluciones extremas y la muestra por lo tanto rigurosa que manejan precauciones. Mientras Que los tamaños de las partículas disminuyen a la gama de tallas del nanómetro, los métodos de dispersión luminosa empleados en microelectrophoresis llegan a ser cada vez más difíciles utilizar debido al ensanchamiento extremo de Doppler de la luz dispersa de las partículas finas. Así, los detectores se deben colocar muy cerca a la dirección de rayo láser del incidente, requiriendo estabilidad mecánica y ambiental superior.

Medición Electroacústica del Potencial de la Zeta

Sin Embargo, un nuevo instrumento, el ESA-9800 de las Ciencias Aplicadas de Matec está cambiando este proceso. Convertido durante los 15 años pasados, el instrumento emplea los principios electroacústicos que proporcionan a mediciones exactas mientras que evitan que la antena potencial de la zeta sea susceptible al ruido ambiental o a las vibraciones.

Medición Potencial de la Zeta Electroacústica en la Acción

El instrumento electroacústico mide las propiedades electrocinéticas de una partícula por un método electroacústico. Un campo eléctrico de alta frecuencia se aplica a la dispersión, y las partículas se mueven electroforético en el campo aplicado. Si hay una diferencia de la densidad entre la partícula y el líquido, este movimiento generará una onda acústica de alternancia. La aplicación del campo eléctrico y de la onda acústica resultante proporciona a una medición verdaderamente no-intrusa y no altera las propiedades de la muestra.

Evaluación del Sistema Potencial de la Zeta Electroacústica en un Sistema del Dióxido de Titanio

Las Pruebas fueron realizadas en los diversos materiales para demostrar las capacidades del nuevo instrumento. El Cuadro 1 muestra el potencial medido de la zeta de un sistema del dióxido de titanio 8,3% macizo del peso muy bien (diámetro de la partícula de ~270 nanómetros) en función del pH. La variación de la conductividad eléctrica en función del pH también se mide simultáneamente durante esto “titulación potenciométrica automatizada.” Este sistema tiene un cero de potencial de la zeta (punta isoeléctrica, IEP) en pH = 6,0. La ubicación de la punta isoeléctrica, en el pH, es una característica de la superficie de la partícula y depende del tipo del bono del óxido de metal, la estructura cristalina de la partícula, (rutilo comparado con el anatase para el titania) y del tipo y del nivel de impurezas o de la otra especie soluble pegada a la superficie de la partícula del titania.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología: Potencial de la Zeta - La Importancia del Potencial de la Zeta, Los Estudios Electroacústicos del Método y de Caso Que Implican el Bióxido del Dióxido de Titanio y de Silicio, potencial Medido de la zeta y conductividad de una lechada del titania 8.3%wt en función del pH.

Potencial de la zeta y conductividad Medidos de una lechada del titania 8.3%wt en función del pH.

Quizás el único fragmento de información más importante obtenido del Cuadro 1 es que este sistema del titania es inestable y agregará en la región de pH = 5 a pH = 7,3. Esto es porque para las partículas en esta gama de tallas (~270 nanómetros), la agregación ocurrirá en un sistema concentrado a un tipo rápido para los potenciales de la zeta menos de 20 milivoltios en magnitud. Para todavía partículas más finas, el potencial de la zeta debe estar de incluso más inmenso para prevenir la agregación. En el límite extremo de nano-partículas muy pequeñas, los potenciales suficientemente altos de la zeta no pueden ser logrados, y un cierto nivel de estabilización estérica es necesario.

Los resultados mostrados en el Cuadro 1 se pueden obtener en sistemas concentrados (en el rango de 0,1 a 50 volúmenes %) por titulaciones automáticas de realización del pH conjuntamente con una bureta controlada por ordenador en una muestra vigoroso revuelta y/o que fluye. Las Mediciones se pueden hacer cada treinta segundos mientras que acumulan cerca de 60 puntos de referencias sobre el pH entero colocan.

Evaluación del Sistema Potencial de la Zeta Electroacústica en un Sistema del Bióxido de Silicio

El Cuadro 2 muestra un resultado potenciométrico de la titulación en 60 un sistema de la partícula del sílice del peso del nanómetro 10%. Para una superficie pura del sílice, se cree que el potencial de la zeta se acerca asintótico a una punta isoeléctrica en las proximidades de pH = 2,0. El Si - La configuración de OH2+, implicando una superficie positiva del sílice, se cree para no existir para la superficie del sílice. Esta idea parece ser utilizada por los resultados del Cuadro 2. Para este sistema de la partícula muy fina, se estima que la región de estabilidad contra la agregación empezaría con alrededor pH = 7,0 y pasaría a ALTO en el pH. El pH Cada Vez Mayor encima de 10 dará lugar mucho otra vez a una disminución de la magnitud del potencial de la zeta debido a la compresión de la capa doble eléctrica. Esto ocurre mientras que la fuerza iónica aumenta con el pH. Así, la región de la estabilidad se restringe al pH más arriba de 7 para un sistema muy fino de la partícula del sílice.

AZoNano - La A a Z de la Nanotecnología: Potencial de la Zeta - La Importancia del Potencial de la Zeta, Los Estudios Electroacústicos del Método y de Caso Que Implican el Dióxido de Titanio y el Bióxido de Silicio, potencial de la Zeta comparado con el pH para una suspensión muy fina del sílice del peso del 10%.

Potencial de la Zeta comparado con el pH para una suspensión muy fina del sílice del peso del 10%.

Los dos ejemplos anteriores visualizan el utilitario del concepto potencial de la zeta aplicado a las consideraciones de la estabilidad de la partícula. Las mediciones potenciales de la Zeta se pueden también utilizar para determinar las fracciones de dos diversos metales en partículas mezcladas del catalizador del óxido de metal, para determinar la fracción de una estructura cristalina de un óxido de metal mezclado de la estructura y de muchas otras aplicaciones demasiado numerosos para enlistar aquí.

Fuente: Ciencias Aplicadas de Matec

Para más información sobre esta fuente visite por favor las Ciencias Aplicadas de Matec

Date Added: Mar 3, 2005 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 23:19

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