Elektroosmotischer Fluss für die Analyse des Oberflächen‑Zetapotentials: Technologischer Hintergrund und physikalische Grenzen

In den letzten Jahren hat das Prinzip der Überwachung des elektroosmotischen Flusses (EOF) an der Grenzfläche zwischen einer ebenen Feststoffprobe und einer umgebenden Partikeldispersion zunehmende Beachtung gefunden. Der vorgeschlagene Vorteil des EOF-Mappings ist die Kombination der Partikelcharakterisierung (Größe, Zetapotential) mit der Analyse des Oberflächen-Zetapotentials in einem einzigen Instrument. Hinter der scheinbaren Einfachheit der EOF-Kartierung verbergen sich jedoch die physikalischen und technischen Herausforderungen, welche die Zuverlässigkeit und Anwendbarkeit dieser Methode einschränken. In diesem Whitepaper gehen wir auf diese Herausforderungen ein und vergleichen unsere Erfahrungen mit denen anderer Forscher, die die Qualität der Zetapotential-Ergebnisse sowohl durch EOF-Kartierung als auch durch Strömungspotentialmessung haben.

Einleitung

Das Zetapotential an der Fest-Flüssig-Grenzfläche kann durch die Messung verschiedener elektrokinetischer Effekte bestimmt werden, deren Anwendbarkeit von der Größe der festen Probe abhängt [1]. Anton Paar unterstützt die etablierten Methoden der Messung der elektrophoretischen Mobilität für Partikeldispersionen und Emulsionen (elektrophoretische Lichtstreuung mit Litesizer 500) und der Messung des Strömungspotentials und des Strömungsstroms für Proben makroskopischer Größe wie granulare Medien, Fasern, poröse Körper und ebene Oberflächen (mit dem SurPASS 3).

Bei ausgewählten Materialien und unter bestimmten Bedingungen können auch andere elektrokinetische Effekte zur Bestimmung des Zetapotentials herangezogen werden, nämlich die elektrosonische Amplitude oder das kolloidale Schwingungspotential (auch bekannt als Elektroakustik) für Dispersionen von Teilchen mit einer Dichte, die deutlich höher ist als die des Dispersionsmittels (in der Regel Wasser), sowie der elektroosmotische Fluss an der Fest-Flüssig-Grenzfläche, der als Artefakt bei der Messung der elektrophoretischen Mobilität gilt.

Das Prinzip des elektroosmotischen Flusses (EOF) hat in den letzten Jahren an Interesse gewonnen, da es die Möglichkeit bietet, die Partikelgrößenmessung mit der Zetapotentialanalyse sowohl für Partikel als auch für feste Proben in einem einzigen Gerät zu kombinieren. Die mit der EOF-Methode erzielten Zetapotential-Ergebnisse, über die in der Literatur berichtet wird, weisen jedoch entweder einen signifikanten Messfehler auf [2,3] oder erfordern eine Validierung durch eine parallele Messung des Strömungspotentials [4].

Ziel dieses Whitepapers ist es, die Herausforderungen der EOF-Methode zu diskutieren und die Messparameter zu identifizieren, die ihre Anwendbarkeit für die Analyse des Oberflächen-Zetapotentials einschränken.

Das Dokument erhalten

Um dieses Dokument zu erhalten, geben Sie bitte unten Ihre E-Mail-Adresse ein.

Laden ...

Fehler