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                            測量高濃度納米顆粒粒度的利器——后向散射技術

                             更新時間:2022-05-20 點擊量:1533

                            動態光散射法是建立在入射光只發生單次散射基礎之上的,要求所測試的樣品濃度較稀,以避免發生多次散射,因此該方法不能直接用來測量較濃的樣品,必須經過稀釋以后才能進行測量。樣品稀釋后,對于某些靜態參數的測量是沒有影響的,而對于動態參數和某些靜態參數,則會隨濃度變化而產生巨大差異。正是對樣品濃度的限制,阻礙了動態光散射法在食品、油漆涂料、凝膠等高濃度溶液中的應用。通??筛鶕鈱W厚度來表征多次散射效應的強弱,光學厚度又正比于光程,通過光路的設計使光程最小化,就能最大限度的減少多次散射的影響。

                            澳譜特科技(上海)有限公司的開發團隊堅持開拓與創新,通過優化設計,在919SZ型納米粒度及Zeta電位分析儀中集成了后向散射光路,如圖1所示,通過前后調節透鏡位置,可使散射體位于樣品池邊緣P1與樣品池中心P5之間的任意位置。由于后向散射光不需要穿過整個樣品,從而減小了散射光程,減弱了多次散射光,進而可以檢測較高濃度樣品的顆粒粒度信息。

                            由于灰塵粒子的散射光集中在前向散射區域,所以采用后向散射方法還可以有效降低灰塵的影響。另外,后向散射方法所觀察到的樣品散射體積較大,因此能夠采集到更多的散射光,使得測量儀器也更加靈敏。

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                            圖1 后向散射光路

                            取高濃度聚苯乙烯乳膠球標準物質(標稱粒徑110nm,固含量6.95%),采用二分法制備1~7號樣品,如圖2所示,樣品濃度等信息見表1

                            1 - 副本.png


                            圖2 不同濃度的樣品

                            表1  待測樣品濃度與吸光度測量值

                            編號

                            1

                            2

                            3

                            4

                            5

                            6

                            7

                            C(濃度%)

                            0.434

                            0.217

                            0.109

                            0.054

                            0.027

                            0.014

                            0.007

                            A(吸光度)

                            4.342

                            2.221

                            1.031

                            0.486

                            0.212

                            0.177

                            0.089

                            透射率T

                            4.55E-5

                            6.01E-3

                            9.31E-2

                            3.27E-1

                            6.14E-1

                            6.65E-1

                            8.15E-1

                            濁度

                            1.000

                            0.511

                            0.237

                            0.112

                            0.049

                            0.041

                            0.020

                            光學厚度(5mm)

                            4.999

                            2.557

                            1.187

                            0.560

                            0.244

                            0.204

                            0.102


                            對1~7號樣品分別采用側向90度散射法,和后向散射法進行測量,實驗結果如圖3、圖4,圖中藍色點為側向測量結果,紅色點為后向測量結果由實驗數據可知:對于稀溶液,兩種方法均可以給出準確的測量結果;對于濃溶液,由于多次散射的影響,側向測量時誤差非常大,結果不可接受;而后向測量由于光程短,降低了多次散射的影響,測量的結果仍然準確可靠。



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                            圖3 兩種方法測量的粒徑隨濃度變化對比圖

                            圖4 后向散射方法測量的粒度分布


                            澳譜特科技會繼續秉承“品質源于專業,創新未來"的理念,繼續加大研發投入,不斷提升919SZ型納米粒度及Zeta電位分析儀的品質,滿足客戶的需求。










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