JPH11190711A - ゼータ電位測定方法および装置 - Google Patents
ゼータ電位測定方法および装置Info
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- JPH11190711A JPH11190711A JP36012297A JP36012297A JPH11190711A JP H11190711 A JPH11190711 A JP H11190711A JP 36012297 A JP36012297 A JP 36012297A JP 36012297 A JP36012297 A JP 36012297A JP H11190711 A JPH11190711 A JP H11190711A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の測定方法に比して、より正確なゼータ
電位を求めることのできる方法と、その方法を利用した
測定装置を提供する。 【解決手段】 一対の電極１，２間に挟まれた固−液系
の動電現象の測定値から、所要の解析式を用いてゼータ
電位を算出するに当たり、その解析式中の誘電率の値と
して、一対の電極１，２間に固−液系を介在させた状態
での電気容量を測定することによって求めることによ
り、電極１，２間に形成されている界面電気二重層の誘
電率を考慮した形でのゼータ電位を算出することを可能
とする。
電位を求めることのできる方法と、その方法を利用した
測定装置を提供する。 【解決手段】 一対の電極１，２間に挟まれた固−液系
の動電現象の測定値から、所要の解析式を用いてゼータ
電位を算出するに当たり、その解析式中の誘電率の値と
して、一対の電極１，２間に固−液系を介在させた状態
での電気容量を測定することによって求めることによ
り、電極１，２間に形成されている界面電気二重層の誘
電率を考慮した形でのゼータ電位を算出することを可能
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固−液界面におけ
る荷電状態を表すゼータ電位を測定する方法および装置
に関する。
る荷電状態を表すゼータ電位を測定する方法および装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】固−液界面の電気的状態を表すゼータ電
位は、流動電位や電気泳動といった界面動電現象を測定
し、その測定結果を用いたそれぞれの計算式から間接的
に求められている。
位は、流動電位や電気泳動といった界面動電現象を測定
し、その測定結果を用いたそれぞれの計算式から間接的
に求められている。
【０００３】例えば、流動電位を用いた場合には下記の
（１）式によってゼータ電位ζを求める。
（１）式によってゼータ電位ζを求める。
【０００４】
【数１】 この（１）式において、ηは液体の粘性率、λは液体の
導電率、ε0 は真空の誘電率、εr は液体の比誘電率、
Ｅは流動電位であり、Ｐは流動圧力である。
導電率、ε0 は真空の誘電率、εr は液体の比誘電率、
Ｅは流動電位であり、Ｐは流動圧力である。
【０００５】この（１）式において誘電率ε（＝ε0 ・
εr ）は式の導出過程において用いられるヘルムホルツ
の分子容量説に基づくものであり、界面電気二重層の持
つ電荷量を表すために用いられる。正確にはεは界面電
気二重層の誘電率を考慮しなければならないが、通常、
界面電気二重層の誘電率は液体の誘電率に等しいとし
て、純液体の文献値を用いている。
εr ）は式の導出過程において用いられるヘルムホルツ
の分子容量説に基づくものであり、界面電気二重層の持
つ電荷量を表すために用いられる。正確にはεは界面電
気二重層の誘電率を考慮しなければならないが、通常、
界面電気二重層の誘電率は液体の誘電率に等しいとし
て、純液体の文献値を用いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば流動
電位法に基づくゼータ電位の計測に際しては、（１）式
におけるＥを測定系に設置された一対の電極で測定する
が、このＥは原理的にその一対の電極間の誘電率に依存
し、測定系によってＥの値は変わる。系内の電荷量とし
ては液体および固体の持つ電荷量を想定しなければなら
ないが、純液体の誘電率を用いてゼータ電位を算出した
場合には、界面電気二重層の持つ誘電率を液体のそれに
等しいとしたことになるため、正確なゼータ電位を求め
る場合には問題となる。
電位法に基づくゼータ電位の計測に際しては、（１）式
におけるＥを測定系に設置された一対の電極で測定する
が、このＥは原理的にその一対の電極間の誘電率に依存
し、測定系によってＥの値は変わる。系内の電荷量とし
ては液体および固体の持つ電荷量を想定しなければなら
ないが、純液体の誘電率を用いてゼータ電位を算出した
場合には、界面電気二重層の持つ誘電率を液体のそれに
等しいとしたことになるため、正確なゼータ電位を求め
る場合には問題となる。
【０００７】本発明はこのような問題を解決して、従来
の測定方法に比してより正確なゼータ電位を求めること
のできる方法と、その方法を利用した装置の提供を目的
としている。
の測定方法に比してより正確なゼータ電位を求めること
のできる方法と、その方法を利用した装置の提供を目的
としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のゼータ電位測定方法は、一対の電極間に、
液体中に固体試料を分散させた状態で、もしくは、液体
中に固体試料を充填した状態で、その電極間の動電現象
を測定することによって固体試料のゼータ電位を求める
方法において、ゼータ電位の算出に必要な誘電率を、液
体中に固体試料を分散させた状態、もしくは、充填した
状態で、上記電極間の電気容量を測定することによって
算出することによって特徴づけられる。
め、本発明のゼータ電位測定方法は、一対の電極間に、
液体中に固体試料を分散させた状態で、もしくは、液体
中に固体試料を充填した状態で、その電極間の動電現象
を測定することによって固体試料のゼータ電位を求める
方法において、ゼータ電位の算出に必要な誘電率を、液
体中に固体試料を分散させた状態、もしくは、充填した
状態で、上記電極間の電気容量を測定することによって
算出することによって特徴づけられる。
【０００９】また、本発明のゼータ電位測定装置は、上
記の本発明方法を利用した測定装置であって、液体中に
固体試料を分散させた分散層、もしくは、固体試料の充
填層を挟んでその両側に対向配置された一対の電極を備
えた測定セルを備えるとともに、上記測定セル中の分散
層の、もしくは、充填層の動電現象の測定結果を所定の
解析式中に当てはめることによりゼータ電位を算出する
演算手段を備えたゼータ電位測定装置において、上記一
対の電極間の電気容量を測定する電気容量測定手段を有
し、上記演算手段は、その電気容量測定手段により測定
された電気容量から上記解析式中の誘電率を算出して当
該解析式を演算することによって特徴づけられる。
記の本発明方法を利用した測定装置であって、液体中に
固体試料を分散させた分散層、もしくは、固体試料の充
填層を挟んでその両側に対向配置された一対の電極を備
えた測定セルを備えるとともに、上記測定セル中の分散
層の、もしくは、充填層の動電現象の測定結果を所定の
解析式中に当てはめることによりゼータ電位を算出する
演算手段を備えたゼータ電位測定装置において、上記一
対の電極間の電気容量を測定する電気容量測定手段を有
し、上記演算手段は、その電気容量測定手段により測定
された電気容量から上記解析式中の誘電率を算出して当
該解析式を演算することによって特徴づけられる。
【００１０】本発明は、以下の理論的考察に基づいてな
されたものである。すなわち、流動電位法を用いてゼー
タ電位を測定する場合を例に挙げると、固体試料を充填
層の形態にして測定セル内に入れ、その充填層の両端に
は一対の電極を配置する。
されたものである。すなわち、流動電位法を用いてゼー
タ電位を測定する場合を例に挙げると、固体試料を充填
層の形態にして測定セル内に入れ、その充填層の両端に
は一対の電極を配置する。
【００１１】そして、充填層に対して一方向に液体を流
した場合に電極間に発生する流動電位と、液体を流動さ
せる流動圧力を測定する。その流動電位Ｅと流動圧力Ｐ
を、前記した（１）式に当てはめることにより、ゼータ
電位ζを算出する。
した場合に電極間に発生する流動電位と、液体を流動さ
せる流動圧力を測定する。その流動電位Ｅと流動圧力Ｐ
を、前記した（１）式に当てはめることにより、ゼータ
電位ζを算出する。
【００１２】さて、（１）式で示される解析式の導出
は、一本の毛細管（半径ｒ、長さｌ、電気二重層の厚さ
δ）を考えてヘルムホルツの分子容量説から求められる
（２）式と、流速ｕで流動している液体の毛細管内での
粘性と圧力が釣り合うとして成立する運動方程式
（３）、および、発生する流動電位と流速の関係式であ
る（４）式の計３個の式を連立して求める。
は、一本の毛細管（半径ｒ、長さｌ、電気二重層の厚さ
δ）を考えてヘルムホルツの分子容量説から求められる
（２）式と、流速ｕで流動している液体の毛細管内での
粘性と圧力が釣り合うとして成立する運動方程式
（３）、および、発生する流動電位と流速の関係式であ
る（４）式の計３個の式を連立して求める。
【００１３】
【数２】 さて、ヘルムホルツの分子容量説は、界面を一種のコン
デンサと見立てて界面の電荷量を規定している。このと
き、界面の電荷量を液体の誘電率を用いて求めている
が、界面電気二重層の持つ電気容量が液体の電気容量に
等しいとすることには無理がある。従って、電気界面二
重層の電荷量を求めるに当たっては、液体の誘電率を用
いるのではなく界面電気二重層の誘電率を用いるのがよ
い。
デンサと見立てて界面の電荷量を規定している。このと
き、界面の電荷量を液体の誘電率を用いて求めている
が、界面電気二重層の持つ電気容量が液体の電気容量に
等しいとすることには無理がある。従って、電気界面二
重層の電荷量を求めるに当たっては、液体の誘電率を用
いるのではなく界面電気二重層の誘電率を用いるのがよ
い。
【００１４】一方、液体が流れることによって発生する
流動電位は、電極間の電荷量の分布に偏りができること
によって生じるのであり、流動電位が発生する際、電位
検出用の電極間には分極構造が形成されていると見るこ
とができる。従って、発生する流動電位は偏在している
電荷量を電極間の電気容量で除した値として求めること
ができる。電極間に固体試料の充填層を挿入した状態
で、その電極間の電気容量が判れば、電気容量と誘電率
の関係式である下記の（５）式を用いて誘電率を求める
ことができる。
流動電位は、電極間の電荷量の分布に偏りができること
によって生じるのであり、流動電位が発生する際、電位
検出用の電極間には分極構造が形成されていると見るこ
とができる。従って、発生する流動電位は偏在している
電荷量を電極間の電気容量で除した値として求めること
ができる。電極間に固体試料の充填層を挿入した状態
で、その電極間の電気容量が判れば、電気容量と誘電率
の関係式である下記の（５）式を用いて誘電率を求める
ことができる。
【００１５】
【数３】 なお、電極間の電気容量の測定は、例えば電極間に交流
電圧を印加してインピーダンスを測定するとうい方法を
挙げることができる。印加電圧を Ｖ＝Ｖ0cosωt ‥（６） とすると、電極間のインピーダンスＺは Ｚ＝１／ｊωＣ ‥（７） で与えられるので、誘電率εが既知の液体のみを電極間
に入れて測定したインピーダンスをＺ0 、同じく電気容
量をＣ0 とし、固体試料を電極間に入れて測定した場合
のインピーダンスをＺとすると、下記の（８）式を用い
て、固体試料の充填層を介在させた状態での電極間の電
気容量Ｃを求めることができる。
電圧を印加してインピーダンスを測定するとうい方法を
挙げることができる。印加電圧を Ｖ＝Ｖ0cosωt ‥（６） とすると、電極間のインピーダンスＺは Ｚ＝１／ｊωＣ ‥（７） で与えられるので、誘電率εが既知の液体のみを電極間
に入れて測定したインピーダンスをＺ0 、同じく電気容
量をＣ0 とし、固体試料を電極間に入れて測定した場合
のインピーダンスをＺとすると、下記の（８）式を用い
て、固体試料の充填層を介在させた状態での電極間の電
気容量Ｃを求めることができる。
【００１６】
【数４】 この（８）式によって求められた電気容量Ｃを前記した
（５）式に当てはめることにより、界面電気二重層の誘
電率ε0 ・εr を求めることができ、このようにして求
められた誘電率の値を（１）式に中におけるε0 ・εr
として用い、実測された流動電位Ｅと流動圧力Ｐを
（１）式に代入することにより、正確なゼータ電位ζを
求めることができる。
（５）式に当てはめることにより、界面電気二重層の誘
電率ε0 ・εr を求めることができ、このようにして求
められた誘電率の値を（１）式に中におけるε0 ・εr
として用い、実測された流動電位Ｅと流動圧力Ｐを
（１）式に代入することにより、正確なゼータ電位ζを
求めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明を流動電位法に基づ
くゼータ電位測定装置に適用した実施の形態の構成図で
ある。
くゼータ電位測定装置に適用した実施の形態の構成図で
ある。
【００１８】全体として略管状で、その内部に一対の電
極１，２が対向配置された流動電位測定セル１０は、そ
の一旦側が流動液供給容器１１に液供給管１１ａを介し
て連通しており、また、他端は液受給管１２ａを介して
流動液受給容器１２に連通している。ゼータ電位を測定
すべき固体試料は、セル１０内の電極１と２の間に充填
され、そこに充填層３が形成される。
極１，２が対向配置された流動電位測定セル１０は、そ
の一旦側が流動液供給容器１１に液供給管１１ａを介し
て連通しており、また、他端は液受給管１２ａを介して
流動液受給容器１２に連通している。ゼータ電位を測定
すべき固体試料は、セル１０内の電極１と２の間に充填
され、そこに充填層３が形成される。
【００１９】各電極１，２には電位計１３が接続されて
おり、この電位計１３によって、充填層３を液が流れる
ことによって電極１，２間に生じる電位差、つまり流動
電位Ｅが測定される。
おり、この電位計１３によって、充填層３を液が流れる
ことによって電極１，２間に生じる電位差、つまり流動
電位Ｅが測定される。
【００２０】流動液供給容器１１は耐圧気密構造の容器
によって構成されており、その内部にはセル１０中に流
すべき液が収容されている。また、この供給容器１１に
は、圧力源（図示せず）からの気体（例えばＮ2 ）を導
入するための気体通路１４ａが接続されており、これら
によって液を流動させるための圧力を付与する機構を構
成している。また、この供給容器１１には、その内部の
圧力を測定するための圧力計１５ａと、液の温度を測定
するための温度計１６が設けられている。
によって構成されており、その内部にはセル１０中に流
すべき液が収容されている。また、この供給容器１１に
は、圧力源（図示せず）からの気体（例えばＮ2 ）を導
入するための気体通路１４ａが接続されており、これら
によって液を流動させるための圧力を付与する機構を構
成している。また、この供給容器１１には、その内部の
圧力を測定するための圧力計１５ａと、液の温度を測定
するための温度計１６が設けられている。
【００２１】気体通路１４ａには、同通路１４ａを開閉
して圧力源からの気体を供給容器１１内に導入／停止す
るためのガス導入バルブ１４ｂが設けられているととも
に、供給容器１１内の圧力を大気圧にするための大気開
放バルブ１４ｃを備えた分岐路１４ｄが設けられてい
る。従って、大気開放バルブ１４ｃを閉じ、ガス導入バ
ルブ１４ｂを開くことによって、供給容器１１内に圧力
源からの大気圧よりも圧力の高い気体を導入することが
できる。また、逆にガス導入バルブ１４ｂを閉じて大気
開放バルブ１４ｃを開くことによって、供給容器１１内
の圧力を大気圧と等しくすることができるようになって
いる。
して圧力源からの気体を供給容器１１内に導入／停止す
るためのガス導入バルブ１４ｂが設けられているととも
に、供給容器１１内の圧力を大気圧にするための大気開
放バルブ１４ｃを備えた分岐路１４ｄが設けられてい
る。従って、大気開放バルブ１４ｃを閉じ、ガス導入バ
ルブ１４ｂを開くことによって、供給容器１１内に圧力
源からの大気圧よりも圧力の高い気体を導入することが
できる。また、逆にガス導入バルブ１４ｂを閉じて大気
開放バルブ１４ｃを開くことによって、供給容器１１内
の圧力を大気圧と等しくすることができるようになって
いる。
【００２２】流動液受給容器１２は、同じく耐圧気密構
造の容器によって構成されており、その上部には内部の
圧力を測定するための圧力計１５ｂが設けられていると
ともに、受給容器１２内の圧力を大気圧にするための大
気開放バルブ１７ａが配設されている。また、受給容器
１２の底部には、同容器１２内の液を排出するための液
排出バルブ１７ｂが設けられている。この液排出バルブ
１７ｂと大気開放バルブ１７ａは、流動電位の測定時に
おいてはいずれも閉じられ、受給容器１２は気密状態と
なる。
造の容器によって構成されており、その上部には内部の
圧力を測定するための圧力計１５ｂが設けられていると
ともに、受給容器１２内の圧力を大気圧にするための大
気開放バルブ１７ａが配設されている。また、受給容器
１２の底部には、同容器１２内の液を排出するための液
排出バルブ１７ｂが設けられている。この液排出バルブ
１７ｂと大気開放バルブ１７ａは、流動電位の測定時に
おいてはいずれも閉じられ、受給容器１２は気密状態と
なる。
【００２３】さて、この実施の形態においては、電極
１，２間に交流電圧を印加するための交流電源３１が接
続されているとともに、その交流電源３１からの交流電
圧の印加時において電極１，２間のインピーダンスを測
定するためのインピーダンス測定回路３２が接続されて
いる。
１，２間に交流電圧を印加するための交流電源３１が接
続されているとともに、その交流電源３１からの交流電
圧の印加時において電極１，２間のインピーダンスを測
定するためのインピーダンス測定回路３２が接続されて
いる。
【００２４】交流電源３１はコンピュータ２２からの指
令によって駆動制御される。また、インピーダンス測定
回路３２による電極１，２間のインピーダンス測定結果
は、Ａ−Ｄ変換器２１によってデジタル化された後、コ
ンピュータ２２に取り込まれる。更に、前記した電位計
１３および各容器１１，１２内の圧力を測定するための
圧力計１５ａ，１５ｂの出力は、流動電位の測定時にお
いてそれぞれＡ−Ｄ変換器２１によってデジタル化され
た後、コンピュータ２２に刻々とサンプリングされる。
令によって駆動制御される。また、インピーダンス測定
回路３２による電極１，２間のインピーダンス測定結果
は、Ａ−Ｄ変換器２１によってデジタル化された後、コ
ンピュータ２２に取り込まれる。更に、前記した電位計
１３および各容器１１，１２内の圧力を測定するための
圧力計１５ａ，１５ｂの出力は、流動電位の測定時にお
いてそれぞれＡ−Ｄ変換器２１によってデジタル化され
た後、コンピュータ２２に刻々とサンプリングされる。
【００２５】コンピュータ２２では、以下に示すような
手順のもとに測定される各データを用いて、最終的に前
記した（１）式の演算を行ってゼータ電位を算出する
が、この式中に表れる誘電率は、後述するように電極
１，２間の電気容量の実測値を基に算出される。
手順のもとに測定される各データを用いて、最終的に前
記した（１）式の演算を行ってゼータ電位を算出する
が、この式中に表れる誘電率は、後述するように電極
１，２間の電気容量の実測値を基に算出される。
【００２６】図２は以上の構成からなる本発明の実施の
形態による測定手順を示すフローチャートである。
形態による測定手順を示すフローチャートである。
【００２７】電極１，２間に固体試料を充填する前に、
まず、流動液供給容器１１内に所定量の、誘電率が既知
である流動液を収容し、液のみを流動電位測定セル１０
内に供給した状態で、電極１，２間に交流電源３１から
の交流電圧が印加されるとともに、その状態における電
極１，２間のインピーダンスＺ0 が測定されてコンピュ
ータ２２に格納される。
まず、流動液供給容器１１内に所定量の、誘電率が既知
である流動液を収容し、液のみを流動電位測定セル１０
内に供給した状態で、電極１，２間に交流電源３１から
の交流電圧が印加されるとともに、その状態における電
極１，２間のインピーダンスＺ0 が測定されてコンピュ
ータ２２に格納される。
【００２８】次に、流動電位測定セル１０内の電極１，
２間に固体試料が充填されて充填層３を形成した後、そ
こに液を流動させた状態で、電極１，２間に再び交流電
源３１からの交流電圧が印加され、そのときの電極１，
２間のインピーダンスＺが測定されてコンピュータ２２
に格納される。
２間に固体試料が充填されて充填層３を形成した後、そ
こに液を流動させた状態で、電極１，２間に再び交流電
源３１からの交流電圧が印加され、そのときの電極１，
２間のインピーダンスＺが測定されてコンピュータ２２
に格納される。
【００２９】コンピュータ２２では、前記した（８）式
によって、誘電率εが既知の液のみを電極１，２間に介
在させた状態でのインピーダンスＺ0 と容量Ｃ0 、およ
び固体試料の充填層３を介在させて液を流動させた状態
でのインピーダンスＺから、充填層３を介在させて液を
流動させた状態での電気容量Ｃを算出し、更に前記
（６）式から、充填層３を介在させて液を流動させた状
態での電極１，２間の誘電率ε0 ・εr を算出して記憶
する。
によって、誘電率εが既知の液のみを電極１，２間に介
在させた状態でのインピーダンスＺ0 と容量Ｃ0 、およ
び固体試料の充填層３を介在させて液を流動させた状態
でのインピーダンスＺから、充填層３を介在させて液を
流動させた状態での電気容量Ｃを算出し、更に前記
（６）式から、充填層３を介在させて液を流動させた状
態での電極１，２間の誘電率ε0 ・εr を算出して記憶
する。
【００３０】 その後、電極１，２間への交流電圧の印加
を停止した状態で、流動電位Ｅおよび流動圧力Ｐの測定
動作に移行する。
を停止した状態で、流動電位Ｅおよび流動圧力Ｐの測定
動作に移行する。
【００３１】流動電位Ｅおよび流動圧力Ｐの測定は、ま
ず、流動液受給容器１２内の液を空にした状態で、その
流動液受給容器１２の大気開放バルブ１７ａを一旦開い
て同容器１２内の気圧を大気圧とした後、流動容器受給
容器１２の大気開放バルブ１ａと液排出バルブ１７ｂを
閉じ、ガス導入バルブ１４ｂを開くことによって、供給
容器１１の内部に大気圧よりも高い一定の圧力ＰP を付
与する。この状態では、供給容器１１、流動電位測定セ
ル１０、および受給容器１２が相互に気密状態で連通
し、かつ、供給容器１１と受給容器１２の間に差圧が生
じた状態となり、供給容器１１内の液はセル１０に向け
て流動し、電極１，２間に挟まれた充填層３を通過して
受給容器１２内に流れ込む。この液の流動により充填層
３に発生する流動電位Ｅは電極１，２を介して電位計１
３で測定され、そのデジタル変換データが前記したよう
にコンピュータ２２に取り込まれていく。
ず、流動液受給容器１２内の液を空にした状態で、その
流動液受給容器１２の大気開放バルブ１７ａを一旦開い
て同容器１２内の気圧を大気圧とした後、流動容器受給
容器１２の大気開放バルブ１ａと液排出バルブ１７ｂを
閉じ、ガス導入バルブ１４ｂを開くことによって、供給
容器１１の内部に大気圧よりも高い一定の圧力ＰP を付
与する。この状態では、供給容器１１、流動電位測定セ
ル１０、および受給容器１２が相互に気密状態で連通
し、かつ、供給容器１１と受給容器１２の間に差圧が生
じた状態となり、供給容器１１内の液はセル１０に向け
て流動し、電極１，２間に挟まれた充填層３を通過して
受給容器１２内に流れ込む。この液の流動により充填層
３に発生する流動電位Ｅは電極１，２を介して電位計１
３で測定され、そのデジタル変換データが前記したよう
にコンピュータ２２に取り込まれていく。
【００３２】同時に、このような液の流動により、受給
容器１２内の液量は液の流速に応じた速度で増加してい
くことになる。この受給容器１２内の圧力ＰC は、同容
器１２内の液量の増加分だけ上昇していく。従って、供
給容器１１内の圧力ＰP を一定に保っていても、セル１
０の両端における差圧Ｐ（＝ＰP −ＰC ）は、充填層３
中を流れる液の流速の変化に応じて受動的に変化し、刻
々の差圧Ｐと流動電位Ｅとの間にずれを生じることがな
い。
容器１２内の液量は液の流速に応じた速度で増加してい
くことになる。この受給容器１２内の圧力ＰC は、同容
器１２内の液量の増加分だけ上昇していく。従って、供
給容器１１内の圧力ＰP を一定に保っていても、セル１
０の両端における差圧Ｐ（＝ＰP −ＰC ）は、充填層３
中を流れる液の流速の変化に応じて受動的に変化し、刻
々の差圧Ｐと流動電位Ｅとの間にずれを生じることがな
い。
【００３３】さて、コンピュータ２２では、このように
して測定された複数の流動電位Ｅと流動圧力Ｐのデータ
を、前記（１）式に代入してゼータ電位ζを算出するの
であるが、この算出に当たっては、（１）式中の誘電率
ε0 ・εr の値として、ＥおよびＰに先立って測定され
たインピーダンスＺ0 およびＺから算出された値を用い
る。
して測定された複数の流動電位Ｅと流動圧力Ｐのデータ
を、前記（１）式に代入してゼータ電位ζを算出するの
であるが、この算出に当たっては、（１）式中の誘電率
ε0 ・εr の値として、ＥおよびＰに先立って測定され
たインピーダンスＺ0 およびＺから算出された値を用い
る。
【００３４】以上のような計算により求められたゼータ
電位ζは、電極１，２間の誘電率として、この間に形成
されている界面電気二重層の誘電率ε0 ・εr を用いて
いるため、液の誘電率を用いた従来の計算により得られ
る値に比して、より正確な値となる。
電位ζは、電極１，２間の誘電率として、この間に形成
されている界面電気二重層の誘電率ε0 ・εr を用いて
いるため、液の誘電率を用いた従来の計算により得られ
る値に比して、より正確な値となる。
【００３５】なお、以上の実施の形態では、本発明を流
動電位法に基づくゼータ電位の測定装置に適用した例を
示したが、本発明はこれに限定されることなく、電気泳
動法に基づくゼータ電位の測定装置に対しても、そのゼ
ータ電位の算出に当たって用いる電極間の誘電率とし
て、上記した実施の形態に準じて、その電極間に固体試
料の分散層を介在させた状態で、電極間の電気容量を実
測して求めた値を用いることにより、本発明を等しく適
用することができる。
動電位法に基づくゼータ電位の測定装置に適用した例を
示したが、本発明はこれに限定されることなく、電気泳
動法に基づくゼータ電位の測定装置に対しても、そのゼ
ータ電位の算出に当たって用いる電極間の誘電率とし
て、上記した実施の形態に準じて、その電極間に固体試
料の分散層を介在させた状態で、電極間の電気容量を実
測して求めた値を用いることにより、本発明を等しく適
用することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、固−液
界面の動電現象の実測値を用いてゼータ電位を算出する
に当たって必要な電極間の誘電率として、液のみの誘電
率を用いるのではなく、電極間に実際に固体試料を介在
させた状態で実測した電気容量を基に算出した値を用い
るから、界面電気二重層の誘電率を考慮した形でゼータ
電位を求めることが可能となる。
界面の動電現象の実測値を用いてゼータ電位を算出する
に当たって必要な電極間の誘電率として、液のみの誘電
率を用いるのではなく、電極間に実際に固体試料を介在
させた状態で実測した電気容量を基に算出した値を用い
るから、界面電気二重層の誘電率を考慮した形でゼータ
電位を求めることが可能となる。
【００３７】また、本発明により求められる系の誘電率
は、それ自体が界面の状態を示すパラメータとなり得る
ので、それを測定すること自体が界面に対して新しい情
報を与えるものと期待される。
は、それ自体が界面の状態を示すパラメータとなり得る
ので、それを測定すること自体が界面に対して新しい情
報を与えるものと期待される。
【図１】本発明の実施の形態の構成図
【図２】その測定手順を表すフローチャート
１，２ 電極 １０ 流動電位測定セル １１ 流動液供給容器 １２ 流動液受給容器 １３ 電位計 １５ａ，１５ｂ 圧力計 ２１ Ａ−Ｄ変換器 ２２ コンピュータ ３１ 交流電源 ３２ インピーダンス測定回路
Claims (2)
- 【請求項１】 一対の電極間に、液体中に固体試料を分
散させた状態で、もしくは、液体中に固体試料を充填し
た状態で、その電極間の動電現象を測定することによっ
て固体試料のゼータ電位を求める方法において、ゼータ
電位の算出に必要な誘電率を、液体中に固体試料を分散
させた状態、もしくは、充填した状態で、上記電極間の
電気容量を測定することによって算出することを特徴と
するゼータ電位測定方法。 - 【請求項２】 液体中に固体試料を分散させた分散層、
もしくは、固体試料の充填層を挟んでその両側に対向配
置された一対の電極を備えた測定セルを備えるととも
に、上記測定セル中の分散層の、もしくは、充填層の動
電現象の測定結果を所定の解析式中に当てはめることに
よりゼータ電位を算出する演算手段を備えたゼータ電位
測定装置において、 上記一対の電極間の電気容量を測定する電気容量測定手
段を有し、上記演算手段は、その電気容量測定手段によ
り測定された電気容量から上記解析式中の誘電率を算出
して当該解析式を演算することを特徴とするゼータ電位
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36012297A JPH11190711A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | ゼータ電位測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36012297A JPH11190711A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | ゼータ電位測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11190711A true JPH11190711A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18468001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36012297A Pending JPH11190711A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | ゼータ電位測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11190711A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390768B1 (ko) * | 2001-05-08 | 2003-07-12 | 한국과학기술연구원 | 중공사 멤브레인의 계면동전기 특성치를 정량적으로산출하기 위한 벌크 흐름전위의 측정장치와 측정방법 |
| US9933377B2 (en) | 2014-05-13 | 2018-04-03 | Anton Paar Gmbh | System for determining the zeta potential for characterizing a solid/liquid interface with controlled profile pressure loading |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36012297A patent/JPH11190711A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100390768B1 (ko) * | 2001-05-08 | 2003-07-12 | 한국과학기술연구원 | 중공사 멤브레인의 계면동전기 특성치를 정량적으로산출하기 위한 벌크 흐름전위의 측정장치와 측정방법 |
| US9933377B2 (en) | 2014-05-13 | 2018-04-03 | Anton Paar Gmbh | System for determining the zeta potential for characterizing a solid/liquid interface with controlled profile pressure loading |
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