Chương 2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
2.3.6.Phương pháp đo thế Zeta
2.3. Khảo sát tính chất của hạt nano ZnO
2.3.6.Phương pháp đo thế Zeta
Nguyên lý đo: Là phương pháp đo nhằm để kiểm tra độ ổn định và khả năng phân tán của hạt dựa trên hiện tượng tán xạ ánh sáng động học. Các hạt nano trong dung dịch với điện tích nhất định hút những ion có điện tích trái dấu để tạo thành một lớp điện tích bao quanh hạt. Những ion trên lớp điện tích này lại hấp thụ các ion trái dấu với chúng trong dung dịch hình thành nên một lớp điện tích kép: lớp trong (lớp Sterm) gồm các ion liên kết mạnh với bề mặt hạt và lớp ngoài (lớp khuếch tán) liên kết yếu hơn với bề mặt hạt.
Sự hình thành lớp điện tích kép trên bề mặt hạt là nguyên nhân hình thành thế bề mặt (Zeta) của các hạt nano trong dung dịch.
Hình 2.16.Cơ chế hình thành thế Zeta của hạt nano trong dung dịch
Thế bề mặt Zeta được đo bằng cách áp đặt một điện trường qua hệ phân tán, dưới tác dụng của điện trường, các hạt trong hệ sẽ di chuyển theo chiều nhất định với vận tốc tỷ lệ với độ lớn của thế zeta. Điện thế zeta là một chỉ số quan trọng của sự ổn định của sự phân tán trong dung dịch. Độ lớn của thế zeta cho thấy độ lớn lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt mang cùng điện tích gần nhau trong dung dịch. Đối với các phân tử và hạt đủ nhỏ, thế zeta cao sẽ mang lại sự ổn định, tức là dung dịch hoặc sự phân tán sẽ chống lại sự kết tụ. Khi điện thế nhỏ, lực hấp dẫn có thể vượt quá lực đẩy này và sự phân tán có thể bị phá vỡ và xảy ra hiện tượng kết tụ. Vì vậy, các dung dịch có thế zeta cao (âm hoặc dương) có độ ổn định cao trong khi các chất keo có thế zeta thấp có xu hướng đông tụ hoặc kết bông. Các mức thế tương ứng độ ổn định được nêu trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2:Độ ổn định của dung dịch hạt nano phụ thuộc vào thế bề mặt
Thế Zeta (mV) Độ ổn định
0 đến ± 5 Đông tụ hoặc kết tụ nhanh chóng
± 10 đến ± 30 Ổn định yếu
± 30 đến ± 40 Ổn định trung bình
± 40 đến ± 60 Ổn định tốt
> 61 Rất ổn định
Phương pháp chuẩn bị mẫu:
Phương pháp chuẩn bị mẫu, dung dịch ZnO có thời gian xử lý vi sóng theo thời gian khác nhau được đưa vào cuvet phân cực đặt vào giá của máy, dữ liệu và đồ thị được hiển thị trên máy tính và được lưu lại để phân tích. Phép đo được thực hiện trên máy đo thế Zetasizer (NanoZS; Malvern Instruments, Malvern, UK). thuộc Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Hình 2.17.Thiết bị đo Zeta Zetasizer tại Viện khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm khoa học - công nghệ Việt Nam.