動態(tài)光散射技術(shù)(DLS)是測量納米材料粒度的常用技術(shù),影響動態(tài)光散射技術(shù)準確性的因素有以下幾點,包括樣品中有少量雜質(zhì)大顆粒的存在、體系的溫度穩(wěn)定性、粘度參數(shù)、樣品濃度等。我們知道,動態(tài)光散射是通過檢測樣品散射光強度的波動性來表征顆粒大小的,而散射光光強正比于顆粒直徑的6次方,由此可見,大顆粒對動態(tài)光散射的結(jié)果影響是很大的。本文討論樣品中存在的少量大顆粒對測試結(jié)果的影響及其對應(yīng)的樣品處理方式。
(圖1. 百特BeNano 90納米粒度儀)
樣品制備和測試方法
用純凈水作分散液配制40% w/w的維生素B1溶液,并把這種溶液分成兩份:一份是原液(未過濾)樣品,一份是用220 nm的PES水性濾膜過濾后的樣品。用百特新研制成功的BeNano 90納米粒度儀分別對原液和過濾液進行粒度測試,查看平均粒徑和PD.I的差別。測試過程中把樣品放到樣品槽中恒溫120秒,當(dāng)溫度達到平衡時連續(xù)測試三次。
結(jié)果分析:圖2是維生素B1原液的相關(guān)曲線,圖3是原液的粒度分布曲線。
(圖2. 未過濾的VB1的多次測試相關(guān)曲線)
(圖3. 未過濾的VB1的粒徑分布曲線)
從圖2可以看出,相關(guān)曲線在10000 μs左右才衰減到基線,且出現(xiàn)了肉眼可以分辨的二次衰減,相關(guān)曲線的重復(fù)性較好。較短時間的快速衰減主要由小顆粒組分光散射信號貢獻,而較慢的衰減意味著溶液中同時存在運動速度較慢的大顆粒組分。圖3的粒徑分布曲線中出現(xiàn)多個粒徑峰也證明了這一點。
(圖4. 過濾后的VB1的多次測試相關(guān)曲線)
(圖5. 過濾后的VB1的粒徑分布曲線)
圖4是過濾后的維生素B1樣品相關(guān)曲線,從圖4可以看出,相關(guān)曲線呈一次衰減,衰減速度變得快,在10 μs左右就衰減到基線,這是由于小顆粒樣品較快的布朗運動速度決定的,且排除了大顆粒的影響。圖5是過濾后樣品的粒度分布曲線,峰值在1nm左右。圖4和圖5說明220 nm 的PES水性濾膜能有效去除維生素B1溶液中大顆粒團聚物對測試結(jié)果的干擾,從而得到合理的粒度結(jié)果。
(表1. 維生素B1過濾前后的粒度結(jié)果)
結(jié)論
丹東百特研制的BeNano 90納米粒度儀能有效測試維生素B1的粒度。220 nm 的PES水性濾膜能有效排除灰塵、團聚物等大顆粒,使測量結(jié)果更加真實準確,重復(fù)性更好。對測試其它弱散射的小分子樣品粒度,這種儀器和方法同樣適用。