Визначення ζ-потенціалу нанофлюїдів на базі розчинів електролітів за результатами вимірювань методами електричної спектроскопії та лазерної кореляційної спектроскопії
DOI:
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2022.60.267728Ключові слова:
Z-потенціал,, електрична провідність, подвійний електричний шар, застійний шарАнотація
У роботі обговорюється проблема вимірювання -потенціалу для нанофлюїдів на базі розчинів електролітів. Представлено теорію для дослідження впливу міжфазного (застійного) шару, зокрема, через такі параметри як -потенціал та товщина шару на ефективну провідність суспензій . Теорія базується на методі компактних груп неоднорідностей, застосованому до систем провідних частинок з морфологією тверде ядро-проникна оболонка. Для запропонованої моделі встановлено аналітичну залежність провідності від цих параметрів. Із швидкості зміни провідності від концентрації для розбавлених нанофлюїдів залежність між і -потенціалом встановлюється однозначно. Тому для знаходження -потенціалу необхідно додатково визначити гідродинамічний радіус частинки, наприклад, через коефіцієнт дифузії Смолуховського-Ейнштейна. Таким чином, для знаходження-потенціалу пропонується провести серію незалежних одночасних вимірювань
Посилання
Hunter R. J. Foundations of Colloid Science, Oxford University Press, Oxford, 2001. – 640p.
Lyklema J. Fundamentals of Interfaces and Colloid Science, Academic Press, New York, Vol. II, 1995. – 844p.
Morgan H., Green N.G. AC Electrokinetics: Colloids and Nanoparticles, Research Studies Press Ltd., Baldock, Hertfordshire, England, 2003.– 341p.
Dukhin S.S. Surface and Colloid Science, Vol. 7 // Matijević E. (Ed.), John Wiley, New York, 1974. – 356p.
Interfacial Electrokinetics and Electrophoresis // Delgado A.V. (Ed.). Marcel Dekker, New York, 2001. – V.106. – P.1012.
Lyklema J. Electrified interfaces in aqueous dispersions of solids // Pure and Applied Chemistry. – 1991. – V.63, №6. – P.895-906.
Delgado A.V., Gonz'alez-Caballero F., Hunter R.J., Koopal L.K., Lyklema J. Measurement and Interpretation of Electrokinetic Phenomena (IUPAC Technical Report) // Pure and Applied Chemistry. – 2005. – V.77, №10. – P.1753-1805.
Li X.F., Zhu D.S., Wang X.J., Li H. Thermal conductivity enhancement dependent pH and chemical surfactant for Cu-H2O nanofluids // Thermochimica Acta. – 2008. – V.469, №1. – P.98-103.
Lee D. Thermophysical properties of interfacial layer in nanofluids // Langmuir. – 2007. – V.23, №11. – P.6011-6019.
Lyklema J., Rovillard S., de Coninck J. Electrokinetics: the properties of the stagnant layer unraveled // Langmuir. – 1998. – V.14, – P.5659-5663.
Bikerman J. J. Surface Chemistry for Industrial Research; Academic Press: New York, 1948. – P.208.
Lyklema J. On the slip process in electrokinetics // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 1994. – V.92. – P.41-49.
Dukhin S.S., Derjaguin B.V. Electrokinetic Phenomena in Surface and Colloid Science // Matijevic, E. (Ed.); Wiley: New York, 1974. – V.7. – P.1-351.
O’Brien R.W., White L.R. Electrophoretic mobility of a spherical colloidal particle // J. Chem. Soc., Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 2: Molecular and Chemical Physics. – 1978. – V.74. – P.1607-1626.
Fixman M.J. Thin double layer approximation for electrophoresis and dielectric re-sponse // Chemical Physics – 1983. – V.78. – P.1483-1491.
Sushko M.Ya., Semenov A.K. Rigorously solvable model for the electrical conductivity of dispersions of hard-core–penetrable-shell particles and its applications // Physical Review E. – 2019. – V.100. – P.052601,14pp.
Sushko M.Ya., Semenov A.K. A mesoscopic model for the effective electrical conductivity of composite polymeric electrolytes // Journal of Molecular Liquids – 2019. – V.279. – P.677-686.
Железный В.П., Семенюк Ю.В., Гоцульский В.Я., Никулин А.Г., Шимчук Н.А., Лу-кьянов Н.Н. Методические особенности изучения процессов кипения в свободном объеме нанофлюида изопропанол/Al2O3 // Восточно-Европейский журнал передо-вых технологий. – 2014. – V.68. – P.39-45.
Сушко М.Я. О диэлектрической проницаемости суспензий // Журнал Эксперимен-тальной и Теоретической Физики. – 2007. – Т.132, №2. – С. 478-484.
Sushko M.Ya. Effective permittivity of mixtures of anisotropic particles // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2009. – V.42, – P.155410,9pp.
Sushko M.Ya. Effective dielectric response of dispersions of graded particles // Physical Review E. – 2017. – V. 96. – P.062121,8pp.
Rikvold P.A., Stell. G. D-dimensional interpenetrable-sphere models of random two-phase media: Microstructure and an application tochromatography // Journal of Colloid and Interface Science. – 1985. – V.108, №1. – P.158-173.
M. Rottereau, J. Gimel, T. Nicolai, D. Durand. 3d Monte Carlo simulation of site-bond continuum percolation of spheres // The European Physical Journal E. – 2003. – V.11, №1. – P.61-64.
Balika S.D, Sushko M.Ya. Role of interface effects in the formation of the electrical conductivity of electrolyte-based suspensions // Abstr. of 9th International Conference Nanotechnologies and Nanomaterials. – Lviv, Ukraine. – 2021. – P.445.
Zukoski C.F., Saville D.A. An experimental test of electrokinetic theory using measurements of electrophoretic mobility and electrical conductivity // Journal of Colloid and Interface Science. – 1985. – V.107, №2. – P.322-333.
Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин А.С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. – М.:Наука, 1981. – 640c.
Cummins H.Z., Pike E.R. Photon correlation and light beating spectroscopy. – England: Great Malvern, Royal Radar Establishment, 1974. – 583p.
Заремба В.Г., Салістра Г.І., Гоцульський В.Я., Чечко В.Е. Визначення моментів старших кореляційних функцій електромагнітних полів при одноточковій реєст-рації // УФЖ. – 1995. – Т.40(6). – С.638–639.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
