以下是纳米粒度仪的工作原理和使用细节的相关描述:
工作原理
纳米粒度仪基于光散射技术实现颗粒表征,核心机制为动态光散射(DLS)。当激光照射悬浮液中的纳米颗粒时,因颗粒布朗运动引发散射光强的随机波动。仪器通过光电探测器捕捉光强随时间的变化信号,利用光子相关光谱技术将原始信号转化为自相关函数,经数学模型计算出颗粒的扩散系数。结合斯托克斯-爱因斯坦方程,最终推导出颗粒的流体力学半径及粒度分布。部分仪器还集成静态光散射或多角度检测,提升复杂体系的测量精度。
使用细节
1. 前期准备
- 环境与设备检查:需确保实验室温湿度稳定、无振动干扰,仪器放置平稳并预热至激光功率稳定。
- 样品预处理:湿法测量时需控制样品浓度以避免多重散射误差,加入合适分散剂并通过超声分散消除团聚;干法测量则需调节样品槽出口宽度,靠近出口处放置样品。
2. 操作流程
- 参数设置:根据样品特性输入折射率、分析模式、采样率等参数,选择合适的计算模型。
- 背景测量与进样:无论干法或湿法均需进行背景测量以扣除噪声,湿法需开启超声循环系统确保数据稳定。
- 数据采集:待激光遮光度达到设定范围后开始记录数据,通常取十余次结果的平均值以提高可靠性。
3. 数据处理
- 数据分析:关注多分散指数,若其大于一定数值,表明样品粒度分布较宽,需结合其他方法验证。
- 异常排查:若衰减曲线基线噪声高或拟合残差非随机分布,可能提示污染或仪器故障。
4. 维护管理
- 清洗保养:测量完成后及时用清水冲洗样品池,避免残留物影响后续测量。
- 定期校准:使用标准乳胶颗粒校验光路准直度,每月用王水活化铂电极以保证信号稳定性。
纳米粒度仪通过精准调控实验条件与规范操作流程,可显著提升测量准确性,为纳米材料研发、生物医学及质量控制提供可靠数据支持。