[實用新型]物質(zhì)表面性質(zhì)參數(shù)檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920126082.9
• 申請日: 2009-01-12
• 公開（公告）號: CN201344918Y
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李航;朱華玲;侯捷;吳勞生
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號: G01N27/60
• 分類號: G01N27/60
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種對物質(zhì)表面性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測定的裝置。

背景技術(shù)

物質(zhì)的表面電位、表面電荷總量、表面電荷密度、表面電場強(qiáng)度和比表面積等表面性質(zhì)不僅在膠體與界面科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、土壤科學(xué)、生態(tài)與環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)研究中有廣泛應(yīng)用，而且在造紙、水泥、陶瓷、化學(xué)機(jī)械研磨、煤漿、涂料、化妝品、食品工業(yè)、混合分散體系等化學(xué)工程領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用，因此，對上述物質(zhì)表面性質(zhì)參數(shù)的測定顯得尤為重要。

現(xiàn)有技術(shù)中，對于物質(zhì)表面電荷總量的測定，普遍采用指示離子吸附法和電位滴定法，而采用離子吸附法，必須首先獲知在H⁺或OH^-的吸附總量中，有多少是參與靜電吸附的，但由于H⁺和OH^-還參與化學(xué)鍵的吸附，無法預(yù)知參與靜電吸附的吸附量，因此該方法不能測定一個含有可變電荷的體系在任意pH值、任意電解質(zhì)濃度和任意溫度下的表面電荷總量；電位滴定法不僅不適合于含有永久電荷體系的電荷總量的測定，而且即使是可變電荷體系，其可靠性也一直是個疑問，因此目前還沒有適用于不同條件和不同體系中物質(zhì)表面電荷總量的通用測定方法，更沒有對此進(jìn)行測定的任何分析儀器。

現(xiàn)有技術(shù)中對電荷密度進(jìn)行測定的方法之一是基于如下公式

σ0=TCS]]>

式中，σ₀是表面電荷密度，T_c是表面電荷總量，S是比表面積。

由于該方法中需要表面電荷總量這一參數(shù)，所以表面電荷總量測定中的問題在表面電荷密度測定中一定存在。不僅如此，基于上式的表面電荷密度測定中，我們還需要一個比表面積的測定數(shù)據(jù)。然而，不同的比表面積測定方法，其測定結(jié)果存在很大的差異。所以，一個依賴于比表面積這一參數(shù)的表面電荷密度測定方法，其結(jié)果的可靠性難以把握。

現(xiàn)有技術(shù)中表面電荷密度測定的方法之二是，在得到物質(zhì)的表面電位值后，利用Gouy-Chapman的相關(guān)公式可間接地獲得表面電荷密度值。但因目前還沒有一個廣泛適用的表面電位的準(zhǔn)確測定方法。所以，目前表面電荷密度測定的這一方法的應(yīng)用仍然存在困難。

因此現(xiàn)有技術(shù)中沒有對表面電荷密度進(jìn)行測定的任何分析儀器。

現(xiàn)有技術(shù)中電場強(qiáng)度基于下式進(jìn)行測定：

E0=4πϵσ0]]>

式中E₀是表面電場強(qiáng)度，ε是介質(zhì)介電常數(shù)，水的ε＝8.9×10^-10C²/Jdm。由于對表面電荷密度的依賴，表面電場強(qiáng)度測定中存在與表面電荷密度測定相同的問題。現(xiàn)有技術(shù)中也沒有測定表面電場強(qiáng)度的任何分析儀器。

現(xiàn)有技術(shù)中，對于物質(zhì)比表面積的測定，已有多種測定方法，如通常采用的惰性氣體吸附法、離子負(fù)吸附法、乙二醇乙醚吸附法或甘油吸附法等等。但同一種物質(zhì)采用這些不同的測定方法，其結(jié)果往往相差十分懸殊。但依據(jù)惰性氣體吸附法已經(jīng)開發(fā)出了比表面積測定儀，但該儀器不適合用于膨脹性物質(zhì)的比表面積測定。