Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at
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M45: Zeta-Potenzial-Messung<br />
Die Messung <strong>der</strong> elektrophoretische Beweglichkeit<br />
µ von Teilchen erfolgt heute meist mittels<br />
elektrophoretischer Lichtstreuung (ELS). Das von<br />
den im elektrischen Feld bewegten Partikeln gestreute<br />
Licht erfährt aufgrund des Doppler-Effektes<br />
eine Frequenzän<strong>der</strong>ung, welche zur Bestimmung<br />
<strong>der</strong> Wan<strong>der</strong>ungsgeschwindigkeit herangezogen<br />
wird. Zur Messung sehr kleiner Potenziale o<strong>der</strong> für<br />
Messungen in unpolaren Medien o<strong>der</strong> bei hohen<br />
Salzkonzentr<strong>at</strong>ionen wird auch die sogenannte<br />
„Phase analysis light sc<strong>at</strong>tering (PALS)“-Technik<br />
angewandt.<br />
Als Strömungspotenzial bezeichnet man jenes<br />
Potenzial, das entsteht, wenn eine Flüssigkeit<br />
(z.B. durch eine Druckdifferenz) an einer ruhenden<br />
Festkörperoberfläche vorbeiströmt. Das Strömungspotenzial<br />
kann mittels zweier in einem Strömungskanal<br />
positionierter Elektroden abgegriffen<br />
werden. Das Zeta-Potenzial kann daraus mithilfe<br />
<strong>der</strong> Gleichung von Helmholtz und Smoluchowski<br />
bestimmt werden:<br />
ΔU … Strömungspotenzial,<br />
Δp … Druckdifferenz,<br />
L,Q … Länge und Querschnitt des<br />
R …<br />
Strömungskanals,<br />
elektrischer Wi<strong>der</strong>stand<br />
Für die Messung wird eine Elektrolytlösung<br />
durch einen von <strong>der</strong> Probe gebildeten Strömungskanal,<br />
einen Faserpfropfen o<strong>der</strong> eine Membran<br />
gepumpt und die Druckdifferenz sowie das sich<br />
aufbauende Strömungspotenzial gleichzeitig gemessen.<br />
In einem weiterentwickelten Aufbau wird<br />
durch einen oszillierenden Kolben eine periodische<br />
sinusförmige Druckän<strong>der</strong>ung erzeugt und das dann<br />
ebenfalls sinusförmige Strömungspotenzial gemessen<br />
(siehe Schema in Abb. 2). Durch diese Anordnung<br />
verringert sich das Elektrolytvolumen und<br />
die nötigen Messzeiten werden drastisch verkürzt.<br />
Dies erlaubt auch zeitaufgelöste Messungen sowie<br />
Messungen bei höheren Ionenstärken [2].<br />
Liter<strong>at</strong>ur<br />
[1] V. Ribitsch, C. Jorde, J. Schurz,<br />
H. J. Jakobasch (1988) „Zeta-potential<br />
measurement of films, fibres, and granules“.<br />
Progr. Colloid & Polymer Sci. 77, 49-54.<br />
[2] M. Reischl, K. Stana-Kleinschek,<br />
V. Ribitsch (<strong>2005</strong>) „Adsorption of surfactants<br />
on polymer surfaces investig<strong>at</strong>ed with a novel<br />
zeta-potential measurement system“. M<strong>at</strong>er.<br />
Sci. Forum, eingereicht.<br />
Stefan Köstler, Martin Reischl, Volker Ribitsch<br />
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH<br />
Institut für Chemische Prozessentwicklung und -kontrolle<br />
Methoden: —<br />
Lösungen:<br />
L12<br />
Institute:<br />
I7 | I1 | I6<br />
Kontakte:<br />
K20<br />
Index Kontakte Institute Lösungen Methoden<br />
Elektrokinetik | Elektrophorese | Fasern | Kolloide | Membranen | Nanopartikel | Oberflächen<br />
Oberflächenladung | Polymere | Tenside | Zeta-Potenzial<br />
<strong>Handbuch</strong> <strong>der</strong> <strong>Nanoanalytik</strong> <strong>Steiermark</strong> <strong>2005</strong><br />
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