流动电位和ZeTa电位测定方法及测定仪器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种流动电位和ZeTa电位测定方法，包括下述步骤：1)溶液配制；2)排出原有缓冲罐中的液体，并清洗缓冲罐，把接泵的进液管插入存有蒸馏水的容器，接流动电位池的进液管和经回流阀的排液管都插入一个备用的贮槽；3)调节测试液的电导值；4)膜测试样片的准备；5)组装好流动电位测量池；6)低压循环一段时间后，使膜、溶液、电极三者达到平衡，即可增加压力，并逐点记录此压力下的电位，高压不超过0.5MPa，再从高压到低压进行电位测定；7)数据记录与计算。本发明既适合于电解质溶液穿过膜孔产生电位，也适合于电解质溶液从膜表面平行流过产生电位。
【专利说明】流动电位和ZeTa电位测定方法及测定仪器
【技术领域】
[0001]本发明属于电位测定领域，具体涉及一种流动电位和ZeTa电位测定方法及测定仪器。
【背景技术】
[0002]在固体表面与液体相接触时，或因固体材料本身的离解，或对溶液中离子有某些特性吸附，而引发固液界面与主体溶液完全不同的电荷分布，即形成双电层结构。溶液中一些反离子在荷电固体表面在较强的静电作用下聚集为较致密不易移动的离子层，离固体表面距离的增大，静电作用力逐渐减弱，于是在紧密层后存在可以在外力作用下(如压力、电场力)发生随溶液移动的反离子层，即扩散层，可将紧密层与扩散分界处称之为滑动层，紧密层很薄，通常小于lnm，扩散层相对较厚，随离子价数与离子浓度的不同，扩散层厚度在几纳米到几微米之间波动。在平行于滑动面方向施以压力差，扩散层中的反离子会在该压力的驱动下，发生定向移动，形成流动电流Is，在低压侧得以积累的反离子随即产生一个新的反向电场，并对应着一个与流动电流相反方向的电子电流I。，当正反方向电流趋于平衡时，即Is = Ip同时保持溶液的电中性，在该压力差所产生电场电势即流动电势，而本体溶液，因其正负离子的电荷量相等，所以虽液体随压力移动，但并不产生电流，根据
Helmholtz-Smoluchowski方程可计算Zeta电位
【权利要求】
1.一种流动电位和ZeTa电位测定方法，其特征在于:其包括下述步骤: 1)溶液配制； 2)排出原有缓冲罐中的液体，并清洗缓冲罐，把接泵的进液管插入存有蒸馏水的容器，接流动电位池的进液管和经回流阀的排液管都插入一个备用的贮槽，供排液用； 3)调节测试液的电导值； 4)膜测试样片的准备； 5)组装好流动电位测量池后，即可在测量池上接流动电位进液管和出液管，进液管在下，出液管在上，以利气体排出，并装上AgCl电板，稍开泵，并在低压下使溶液进入测试池，并排出溶液，使流道中气体排出，再将测试池侧翻90°，并稍旋开AgCl电板，使溶液略排出，直至孔中无气泡，再将Ag-AgCl电极抒紧，另一支Ag-AgCl电极也同样操作直至无气泡； 6)低压循环一段时间后，使膜、溶液、电极三者达到平衡，即可增加压力，并逐点记录此压力下的电位，高压不超过0.5Mpa，再从高压到低压进行电位测定； 7)数据记录与计算。
2.根据权利要求 1所述测定方法，其特征在于:步骤I)中配制的溶液为5000ml浓度为0.001mol/L-0.01mol/LKCl溶液、蒸馏水或纯净水。
3.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于:步骤2)中缓冲罐排液和清洗过程为:开动增压泵，关闭回流调节阀1，稍打开回流调节阀2，这时蒸馏水进入缓冲罐1，继而进入缓冲罐2，此时罐内压力增加，罐2的液体排出，再关闭阀2，打开调节阀1，利用罐内气体的压力，排出罐，I的液体，如此反复几次，把原有缓冲罐内的液体排出，并对罐进行清洗，罐内仅存有少量蒸馏水。
4.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于:步骤3)中测试液的电导值调节过程为:把接泵的进液管、流动电位池的进液管、回流阀的排液管都插入装有KCl溶液的贮槽，关小阀1、阀2直到数显电导率仪的读数数据不变。因原有缓冲罐中存有部分蒸馏水，故表上的电导率数值比配制的电导率纸，即其浓度低于配制溶液；若需调正到所希望值时，可在贮槽中略加浓的KCl溶液，同前操作，直到电导值稳定，电导值达到于定值。
5.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于:步骤3)中膜测试样片的准备过程为:橡皮垫片为2-3mm厚，每块橡皮开有一孔，作进液或出液用，剪两片待测膜片，每张膜有打有一孔，此孔与橡皮进孔或出孔相通，上下两张待测膜的正面都与流道隔板相贴，使流道内的溶液与膜的正面相接触，并使溶液经流道走Z字型。
6.根据权利要求1所述测定方法，其特征在于:步骤7)中数据的记录过程为:调节进液压力，压力从小到大，再从大到小；调一压力，稍等待，待压力稳定，记录该压力值和从数字电压表上显示的电压值,作出ΛΕ-ΛΡ的曲线。
7.根据权利要求6所述测定方法，其特征在于:步骤7)中数据的计算过程为:在图上截取某一段E和P值，对ΛΕ和Λ P值进行计算，某斜率即为流动电位；根据f =公式进行计算: 25°C时，ε。为真空介电常数，SMAxliT127^
Li.mε !为相对介电常数，水的相对值为80 溶液电导值为511 μ s/cm 溶液粘度取25度的水的数据为I X 10_3Pa.s 在图上截取压力为0.1-0.5Mpa，其电压力值为+3.0mv-33.5mv 所以流动电位为
8.一种用于权利要求1-7中任意一条所述测定方法的测定仪器，其特征在于:其包括流体施压流动部分、流动电位测量池和电压测量部分，所述流动电位测量池包括两块有机玻璃平板和两支Ag-AgCl电极，每块有机玻璃板的两端开有两孔，分别为电极安装孔和进出液孔，两孔相通，直通至有机玻璃板面两块有机玻璃板之间各有一块开一孔的垫板，在两块垫板之间装有待测试样片，待测试样片按以下材料叠合而成:单面不干胶膜、待测性能的膜、聚四氟乙烯流道板、待测性能的膜、单面不干胶膜。
9.根据权利要求8所述的测定仪器，其特征在于:所述电压测量部分包括一高阻抗的数字电压表、鳄鱼夹导线一副和两支Ag-AgCl电极之间并联的l_2uf的纯电容一只。
10.根据权利要求8所述的测定仪器，其特征在于:所述垫块为聚四氟乙烯薄板。
【文档编号】G01R19/10GK103954657SQ201310260291
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】王利祥, 叶云飞, 刘晓瑞, 陈珏洁 申请人:浙江赛特膜技术有限公司