胶体粒子表面有效电荷的实验测量

doi:10.3866/PKU.WHXB201303262

物理化学学报 >> 2013, Vol. 29 >> Issue (06): 1260-1265.doi: 10.3866/PKU.WHXB201303262

胶体粒子表面有效电荷的实验测量

周宏伟¹, 米利^1,2, 刘丽霞¹, 徐升华¹, 孙祉伟¹

1 中国科学院力学研究所微重力重点实验室, 北京 100190;
2 山东师范大学化学化工与材料科学学院, 济南 250014

收稿日期:2012-12-27 修回日期:2013-03-26 发布日期:2013-05-17
通讯作者: 徐升华 E-mail:xush@imech.ac.cn
基金资助:
国家自然科学基金(11172302, 11032011)资助项目

Experimental Measurements of the Surface Effective Charge of Colloidal Particles

ZHOU Hong-Wei¹, MI Li^1,2, LIU Li-Xia¹, XU Sheng-hua¹, SUN Zhi-Wei¹

1 Key Laboratory of Microgravity, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, P. R. China;
2 College of Chemistry, Chemical Engineering and Material Science, Shandong Normal University, Jinan 250014, P. R. China

Received:2012-12-27 Revised:2013-03-26 Published:2013-05-17
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (11172302, 11032011).

摘要/Abstract

摘要：

胶体溶液中带电胶粒的有效电荷是计算粒子间相互作用势的一个重要参数. 在本文中用电导率-粒子数密度关系法和电导滴定法分别研究了七种粒径及表面带电情况均不相同的聚苯乙烯粒子, 结果显示两种测量方法得到的有效电荷数值具有较好的一致性, 误差在7%以内. 同时发现, 经验公式计算的有效电荷差不多是实验值的2倍, 表明文献中的经验公式对于本文所研究的胶体粒子体系不适用.

关键词: 胶体晶体, 有效电荷, 相互作用, 电导滴定

Abstract:

The effective surface charge of colloidal particles is an important parameter for calculating inter-particle interaction potentials. In this study, we investigated the effective charge of seven kinds of polystyrene particles having different diameters and surface charges. Two methods, conductivity-number density relationships and conductometric titration, were used to measure the effective charges. The results obtained from the two different methods show small variations of 7%. The effective charges were also calculated from empirical formulas and found to be twice as large as the experimental values, indicating these formulas cannot be universally applied to all colloidal dispersions.

Key words: Colloidal crystal, Effective charge, Interaction, Conductometric titration

周宏伟, 米利, 刘丽霞, 徐升华, 孙祉伟. 胶体粒子表面有效电荷的实验测量[J]. 物理化学学报, 2013, 29(06): 1260-1265.

ZHOU Hong-Wei, MI Li, LIU Li-Xia, XU Sheng-hua, SUN Zhi-Wei. Experimental Measurements of the Surface Effective Charge of Colloidal Particles[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2013, 29(06): 1260-1265.

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201303262

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2013/V29/I06/1260

参考文献

(1) Ise, N.; Sogami, I. S. Structure Formation in Solution; ShaanxiScience and Technology Press: Xi'an, 2007; pp 38-45; translatedby Chen, S. R. [Ise, N.; Sogami, I. S. 高分子·胶体化学新论.陈声荣, 译. 西安: 陕西科学技术出版社, 2007: 38-45.]
(2) Hiemenz, P. C. Principles of Colloidal and Surface Chemistry;Peking University Press: Beijing, 1986; pp 504-515; translatedby Zhou, Z. K., Ma, J. M. [Hiemenz, P. C. 胶体与表面化学原理. 周祖康, 马季铭, 译. 北京: 北京大学出版社, 1986: 504-515.]
(3) Okubo, T. Polym. J. 2008, 40, 882. doi: 10.1295/polymj.PJ2007182
(4) Auer, S.; Frenkel, D. J. Phys.: Condes. Matter 2002, 14, 7667.doi: 10.1088/0953-8984/14/33/308
(5) Gu, L. Y.; Xu, S. H.; Sun, Z.W.;Wang, J. T. J. Colloid Interface Sci. 2010, 350, 409. doi: 10.1016/j.jcis.2010.07.009
(6) Sogami, I.; Ise, N. J. Chem. Phys. 1984, 81, 6320. doi: 10.1063/1.447541
(7) Ise, N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 10279. doi: 10.1039/c000729c
(8) Gisler, T.; Schulz, S. F.; Borkovec, M.; Sticher, H.;Schurtenberger, P.; Daguanno, B.; Klein, R. J. Chem. Phys.1994, 101, 9924. doi: 10.1063/1.467894
(9) Strubbe, F.; Beunis, F.; Neyts, K. J. Colloid Interface Sci. 2006,301, 302. doi: 10.1016/j.jcis.2006.04.034
(10) Tirado-Miranda, M.; Haro-Pérez, C.; Quesada-Pérez, M.;Callejas-Fernández, J.; Hidalgo-Álvarez, R. J. Colloid Interface Sci. 2003, 263, 74. doi: 10.1016/S0021-9797(03)00324-2
(11) Wette, P.; Schöpe, H. J.; Palberg, T. J. Chem. Phys. 2002, 116,10981. doi: 10.1063/1.1480010
(12) Hessinger, D.; Evers, M.; Palberg, T. Phys. Rev. E 2000, 61,5493. doi: 10.1103/PhysRevE.61.5493
(13) Salh, R. J. Non-Cryst. Solids 2011, 357 (3), 1044. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2010.11.042
(14) Yamanaka, J.; Hayashi, Y.; Ise, N.; Yamaguchi, T. Phys. Rev. E1997, 55, 3028. doi: 10.1103/PhysRevE.55.3028
(15) Gong, Y. K.; Nakashima, K.; Xu, R. Langmuir 2001, 17, 2889.doi: 10.1021/la001483n
(16) Tata, B. V. R.; Jena, S. S. Solid State Commun. 2006, 139, 562.doi: 10.1016/j.ssc.2006.06.005
(17) Yamanaka, J.; Matsuoka, H.; Kitano, H.; Ise, N. J. Colloid Interface Sci. 1990, 134, 92. doi: 10.1016/0021-9797(90)90255-M
(18) Shouldice, G. T. D.; Vandezande, G. A.; Rudin, A. Eur. Polym. J. 1994, 30, 179. doi: 10.1016/0014-3057(94)90157-0
(19) Sun, Z.W.; Zeng, F.;Wang, Z. Y.; Xie, X. L.; Tong, Z. J. Funct. Polym. 2001, 14, 381. [孙再武, 曾钫, 王朝阳, 谢小莉,童真. 功能高分子学报, 2001, 14, 381.]
(20) Madaeni, S. S.; Ghanbarian, M. Polym. Int. 2000, 49, 1356.
(21) Kim, J. H.; Chainey, M.; Elaasser, M. S.; Vanderhoff, J.W.Journal of Polymer Science Part A-Polymer Chemistry 1992,30, 171. doi: 10.1002/pola.1992.080300201
(22) Du, X.; Xu, S. H.; Sun, Z.W.; Aa, Y. Acta Phys. -Chim. Sin.2010, 26, 2807. [杜嬛, 徐升华, 孙祉伟, 阿燕. 物理化学学报, 2010, 26, 2807. ] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100941
(23) Suzuki, D.; Horigome, K. Langmuir 2011, 27, 12368.doi: 10.1021/la203035e
(24) Wette, P.; Schope, H. J.; Palberg, T. J. Chem. Phys. 2005, 123,174902. doi: 10.1063/1.2075047
(25) Evers, M.; Garbow, N.; Hessinger, D.; Palberg, T. Phys. Rev. E1998, 57, 6774. doi: 10.1103/PhysRevE.57.6774
(26) Xu, S.; Zhou, H.; Sun, Z.; Xie, J. Phys. Rev. E 2010, 82,010401. doi: 10.1103/PhysRevE.82.010401
(27) Oman, S. Electrochimica Acta 1991, 36, 943. doi: 10.1016/0013-4686(91)85298-L
(28) Labib, M. E.; Robertson, A. A. J. Colloid Interface Sci. 1980,77, 151. doi: 10.1016/0021-9797(80)90426-9
(29) Ito, K.; Ise, N.; Okubo, T. J. Chem. Phys. 1985, 82, 5732.doi: 10.1063/1.448561

[1]	罗耀武, 王定胜. 单原子催化剂电子结构调控实现高效多相催化[J]. 物理化学学报, 2023, 39(9): 2212020 -0 .
[2]	吴明亮, 章烨晖, 付战照, 吕之阳, 李强, 王金兰. 原子尺度钴基氮碳催化剂对析氧反应的构效关系的研究[J]. 物理化学学报, 2023, 39(1): 2207007 -0 .
[3]	毛赫南, 王晓工. 影响高浓度氧化石墨烯分散液流变行为的重要因素及群体平衡动力学分析[J]. 物理化学学报, 2022, 38(4): 2004025 - .
[4]	李宇明, 刘海超. 负载Pt-WO_x催化剂上甘油选择氢解合成1, 3-丙二醇[J]. 物理化学学报, 2022, 38(10): 2207014 - .
[5]	李喜宝, 刘积有, 黄军同, 何朝政, 冯志军, 陈智, 万里鹰, 邓芳. 全有机S型异质结PDI-Ala/S-C₃N₄光催化剂增强光催化性能[J]. 物理化学学报, 2021, 37(6): 2010030 - .
[6]	李聪明, 陈阔, 王晓月, 薛楠, 杨恒权. 探究Cu/ZnO相互作用对CO₂加氢制甲醇反应性能的影响[J]. 物理化学学报, 2021, 37(5): 2009101 - .
[7]	阙海峰, 江华宁, 王兴国, 翟朋博, 孟令佳, 张鹏, 宫勇吉. 二维材料范德华间隙的利用[J]. 物理化学学报, 2021, 37(11): 2010051 - .
[8]	王苗, 郑虹宁, 许菲. 异氰酸苯酯诱导的类胶原多肽自组装[J]. 物理化学学报, 2021, 37(10): 1911039 - .
[9]	吴智伟, 丁伟璐, 张雅琴, 王艳磊, 何宏艳. 咪唑类离子液体与酪氨酸相互作用及机理的密度泛函理论研究[J]. 物理化学学报, 2021, 37(10): 2002021 - .
[10]	邢肇碧,过治军,张雨微,刘君玲,王玉洁,白光月. SDS对SB3-12胶束表面电荷密度的调控作用及对药物增溶的影响[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1906006 - .
[11]	谢文,周莲娇,徐娟,郭清莲,蒋风雷,刘义. 生物热化学和热动力学研究进展[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1905051 - .
[12]	王粉粉, 王芃, 牛洪瑶, 余莹凤, 孙平川. 固体NMR研究PAA/PEO共混物中氢键相互作用与结构演化[J]. 物理化学学报, 2020, 36(4): 1912016 - .
[13]	孙冠卿, 易宗霖, 魏涛. 胶体颗粒稳定的界面及胶体颗粒在界面的相互作用[J]. 物理化学学报, 2020, 36(10): 1910005 - .
[14]	展金秀,冯峰,许敏,姚立,葛茂发. 纳米粒子与细胞相互作用的力学–化学偶联研究进展[J]. 物理化学学报, 2020, 36(1): 1905076 - .
[15]	苏敏仪,刘慧思,林海霞,王任小. 应用机器学习方法构建药物分子解离速率常数的预测模型[J]. 物理化学学报, 2020, 36(1): 1907006 - .

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