JP2000019144A - ゼータ電位測定方法および測定装置 - Google Patents
ゼータ電位測定方法および測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流動液のみによる誘電率と導電率を用いるの
でなく、電極間に固体試料を入れた状態で実測したイン
ピーダンスから算出した値を用いることにより正確なゼ
ータ電位を求める。 【解決手段】 流動電位測定セル３に誘電率と導電率の
既知の流動液のみを入れ、インピーダンスＺｏを測定
し、次に充填層を介在させてインピーダンスＺを測定
し、それらのデータからコンピュータ１２は電気容量と
電気抵抗を求め、誘電率と導電率とを演算する。この
後、流動電位を電位計４で測定するとともに、圧力計
７、８の差圧から流動圧力を算出し、所定の解析式にこ
れらの値を代入することによってゼータ電位を算出す
る。
でなく、電極間に固体試料を入れた状態で実測したイン
ピーダンスから算出した値を用いることにより正確なゼ
ータ電位を求める。 【解決手段】 流動電位測定セル３に誘電率と導電率の
既知の流動液のみを入れ、インピーダンスＺｏを測定
し、次に充填層を介在させてインピーダンスＺを測定
し、それらのデータからコンピュータ１２は電気容量と
電気抵抗を求め、誘電率と導電率とを演算する。この
後、流動電位を電位計４で測定するとともに、圧力計
７、８の差圧から流動圧力を算出し、所定の解析式にこ
れらの値を代入することによってゼータ電位を算出す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体、液体２相の
界面における動電現象状態を表わすゼータ電位の測定方
法および測定装置に関する。
界面における動電現象状態を表わすゼータ電位の測定方
法および測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体、液体２相が接しているとき、これ
らの間に外部から電圧をあたえると、これらの両相が相
対的に移動し、あるいは逆に、両相を相対的に移動させ
ることによって、界面に平行な方向に電界が現れる界面
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、両界面における荷電状態を表わすゼータ電位
が間接的に求められている。例えば、流動電位を用いた
場合には下記の式（１）によってゼータ電位ζを求め
る。 ζ＝｛（η・λ）／（εｏ・εｒ）｝・Ｅ／Ｐ……（１） ここで、ηは液体の粘性率、λは液体の導電率、εoは
真空の誘電率、εｒは液体の比誘電率、Ｅは流動電位、
Ｐは流動圧力である。
らの間に外部から電圧をあたえると、これらの両相が相
対的に移動し、あるいは逆に、両相を相対的に移動させ
ることによって、界面に平行な方向に電界が現れる界面
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、両界面における荷電状態を表わすゼータ電位
が間接的に求められている。例えば、流動電位を用いた
場合には下記の式（１）によってゼータ電位ζを求め
る。 ζ＝｛（η・λ）／（εｏ・εｒ）｝・Ｅ／Ｐ……（１） ここで、ηは液体の粘性率、λは液体の導電率、εoは
真空の誘電率、εｒは液体の比誘電率、Ｅは流動電位、
Ｐは流動圧力である。
【０００３】（１）式において誘電率ε（＝εｏ・ε
ｒ）は式の導出過程において用いられるＨｅｌｍｈｏｌ
ｔｚの分子容量説に基づくものであり、界面電気二重層
の持つ電荷量を表わすために用いられる。また、（１）
式において導電率λは式の導出過程において用いられる
Ｏｈｍの法則に基づくものであり、界面電気二重層の電
荷が移動することにより発生する流動電位の大きさを表
現する比例係数として用いられる。誘電率εや導電率λ
は正確には界面電気二重層の誘電率、導電率を考慮しな
ければならないが、通常、液体の誘電率、導電率に等し
いとして、これらの値には純液体の文献に記載されてい
る値を用いている。そして、分散層もしくは充填層に対
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Ｅと液体を流動させる流動圧力Ｐを測定し、前記
の（１）式に当てはめることによりゼータ電位ζを算出
する。
ｒ）は式の導出過程において用いられるＨｅｌｍｈｏｌ
ｔｚの分子容量説に基づくものであり、界面電気二重層
の持つ電荷量を表わすために用いられる。また、（１）
式において導電率λは式の導出過程において用いられる
Ｏｈｍの法則に基づくものであり、界面電気二重層の電
荷が移動することにより発生する流動電位の大きさを表
現する比例係数として用いられる。誘電率εや導電率λ
は正確には界面電気二重層の誘電率、導電率を考慮しな
ければならないが、通常、液体の誘電率、導電率に等し
いとして、これらの値には純液体の文献に記載されてい
る値を用いている。そして、分散層もしくは充填層に対
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Ｅと液体を流動させる流動圧力Ｐを測定し、前記
の（１）式に当てはめることによりゼータ電位ζを算出
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のゼータ電位は以
上のように測定算出されているが、例えば、流動電位法
においては（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は原理的に該電極間の誘
電率および導電率に依存するので、測定系によってＥの
値は変わる。系内の現象には相互作用があるため、誘電
率および導電率の値には液体および固体の持つ両方の電
荷量を想定しなければならないが、一般的には純液体の
文献値を用いてゼータ電位を求める。この場合、液体の
みを考えていることになるため、正確なゼータ電位を求
めることができないという問題がある。
上のように測定算出されているが、例えば、流動電位法
においては（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は原理的に該電極間の誘
電率および導電率に依存するので、測定系によってＥの
値は変わる。系内の現象には相互作用があるため、誘電
率および導電率の値には液体および固体の持つ両方の電
荷量を想定しなければならないが、一般的には純液体の
文献値を用いてゼータ電位を求める。この場合、液体の
みを考えていることになるため、正確なゼータ電位を求
めることができないという問題がある。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、従来の測定方法に比して、より正確な
界面電気二重層の持つ誘電率と導電率を算出して、ゼー
タ電位を求めることのできる、測定方法と測定装置を提
供することを目的とする。
たものであって、従来の測定方法に比して、より正確な
界面電気二重層の持つ誘電率と導電率を算出して、ゼー
タ電位を求めることのできる、測定方法と測定装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【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および測定装置は、一
対の電極間に液体中に固体試料を分散させた状態もしく
は充填させた状態で、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および導電率を、
上記電極間の電気容量と電気抵抗を測定することによっ
て算出することを特徴とする。
め、本発明のゼータ電位測定方法および測定装置は、一
対の電極間に液体中に固体試料を分散させた状態もしく
は充填させた状態で、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および導電率を、
上記電極間の電気容量と電気抵抗を測定することによっ
て算出することを特徴とする。
【０００７】そして、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インピーダン
スを測定するインピーダンス測定手段を有し、上記演算
手段は、そのインピーダンス測定手段により測定された
インピーダンスから上記解析式の誘電率と導電率を算出
して当該解析式を演算することを特徴とする。
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インピーダン
スを測定するインピーダンス測定手段を有し、上記演算
手段は、そのインピーダンス測定手段により測定された
インピーダンスから上記解析式の誘電率と導電率を算出
して当該解析式を演算することを特徴とする。
【０００８】本発明のゼータ電位測定方法および測定装
置は上記のように構成されており、電極間のインピーダ
ンス測定を行なうことにより、電気容量と電気抵抗を求
め、界面電気二重層の持つ誘電率と導電率の実際の値を
算出して正確なゼータ電位を求めることができる。
置は上記のように構成されており、電極間のインピーダ
ンス測定を行なうことにより、電気容量と電気抵抗を求
め、界面電気二重層の持つ誘電率と導電率の実際の値を
算出して正確なゼータ電位を求めることができる。
【０００９】発明の測定法は以下の考察に基づいてなさ
れたもので、流動電位法を用いた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に入れ、充填層
の両端に一対の電極を置いて、充填層に一方向に液体を
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し、解析式を用いてゼータ電位を
求める。解析式は（１）式で示され、この式の導出は一
本の毛細管（半径ｒ、長さｌ、電気二重層の厚さδ）を
考えて、Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ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
の粘性と圧力がつりあうとして成立する運動方程式
（３）式と、電流は流速ｕで流動している液体が運ぶ電
荷量であるとして成立する（４）式、および、流動電位
と電流の関係式であるＯｈｍの法則に基づく（５）式の
計４個の式を連立して求める。
れたもので、流動電位法を用いた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に入れ、充填層
の両端に一対の電極を置いて、充填層に一方向に液体を
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し、解析式を用いてゼータ電位を
求める。解析式は（１）式で示され、この式の導出は一
本の毛細管（半径ｒ、長さｌ、電気二重層の厚さδ）を
考えて、Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ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
の粘性と圧力がつりあうとして成立する運動方程式
（３）式と、電流は流速ｕで流動している液体が運ぶ電
荷量であるとして成立する（４）式、および、流動電位
と電流の関係式であるＯｈｍの法則に基づく（５）式の
計４個の式を連立して求める。
【００１０】 Ｑ＝｛（２πＲ・εｏ・εｒ・ｌ）／δ｝・ζ……（２） ここでＱは表面電荷量、Ｒは流路半径、ｌは流路長、δ
は二重層厚さである。 Ｐ＝｛（２πＲ・ｌ・η）／（δ・π・Ｒ２）｝・ｕ…（３） ここでｕは液体の流速である。 Ｉ＝π・Ｒ２・Ｑ・ｕ……（４） Ｅ＝Ｉ・ｌ／｛π・Ｒ２・λ｝……（５） さて、Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ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、一般的に界面の電気ポテンシャルは固体表面か
らの距離で決まり、ボルツマン分布に従うとされる。こ
のため、界面電気二重層のも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。したがって、界
面電気二重層の電荷量を求めるにあたって、液体の誘電
率を用いるのでなく界面電気二重層の誘電率を用いる方
が良い。
は二重層厚さである。 Ｐ＝｛（２πＲ・ｌ・η）／（δ・π・Ｒ２）｝・ｕ…（３） ここでｕは液体の流速である。 Ｉ＝π・Ｒ２・Ｑ・ｕ……（４） Ｅ＝Ｉ・ｌ／｛π・Ｒ２・λ｝……（５） さて、Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ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、一般的に界面の電気ポテンシャルは固体表面か
らの距離で決まり、ボルツマン分布に従うとされる。こ
のため、界面電気二重層のも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。したがって、界
面電気二重層の電荷量を求めるにあたって、液体の誘電
率を用いるのでなく界面電気二重層の誘電率を用いる方
が良い。
【００１１】一方、流動電位の発生は液体が流れること
によって発生する電極間の電流と、電荷量の分布の偏析
による電極間コンデンサの形成の、両方に起因して起る
ものであり、流動電位が発生する際には電位検出電極間
に図３のような抵抗（電気抵抗２１）とコンデンサ（電
気容量２０）の並列回路が形成されていると見ることが
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（６）式を用いて、誘電率εｏ・εｒを求め
ることができる。
によって発生する電極間の電流と、電荷量の分布の偏析
による電極間コンデンサの形成の、両方に起因して起る
ものであり、流動電位が発生する際には電位検出電極間
に図３のような抵抗（電気抵抗２１）とコンデンサ（電
気容量２０）の並列回路が形成されていると見ることが
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（６）式を用いて、誘電率εｏ・εｒを求め
ることができる。
【００１２】Ｃ＝εｏ・εｒ・（Ｓ／ｄ）……（６） ここでＳは電極面積、ｄは電極間距離、Ｃは電気容量で
ある。また、その電極間の電気抵抗が判れば電気抵抗と
導電率の関係式である（７）式を用いて、導電率λを求
めることができる。 Ｒ＝ｄ／（λ・Ｓ）……（７） したがって、電極間の誘電率および導電率は、電極間の
インピーダンスＺを測定し電気容量と電気抵抗が判れば
求められる。一般に電極間のインピーダンスの測定は電
極間に交流電圧を加えて行われる。誘電率ε’＝εｏ・
εｒおよび導電率λ’が既知の液体のみを電極間に容れ
た場合、電極間にはコンデンサと抵抗の並列回路が等価
回路として形成されるとみなして良い。そこで、印加電
圧をＶ＝Ｖｏ・ＣＯＳωｔとし、電極間の電気容量をＣ
ｏ、電気抵抗をＲｏ、インピーダンスをＺｏとすると、
Ｚｏは（８）式で表わすことができる。 Ｚｏ＝１／（ｊωＣｏ＋１／Ｒｏ）……（８）
ある。また、その電極間の電気抵抗が判れば電気抵抗と
導電率の関係式である（７）式を用いて、導電率λを求
めることができる。 Ｒ＝ｄ／（λ・Ｓ）……（７） したがって、電極間の誘電率および導電率は、電極間の
インピーダンスＺを測定し電気容量と電気抵抗が判れば
求められる。一般に電極間のインピーダンスの測定は電
極間に交流電圧を加えて行われる。誘電率ε’＝εｏ・
εｒおよび導電率λ’が既知の液体のみを電極間に容れ
た場合、電極間にはコンデンサと抵抗の並列回路が等価
回路として形成されるとみなして良い。そこで、印加電
圧をＶ＝Ｖｏ・ＣＯＳωｔとし、電極間の電気容量をＣ
ｏ、電気抵抗をＲｏ、インピーダンスをＺｏとすると、
Ｚｏは（８）式で表わすことができる。 Ｚｏ＝１／（ｊωＣｏ＋１／Ｒｏ）……（８）
【００１３】そして、このインピーダンスＺｏを測定
し、電気容量Ｃｏと電気抵抗Ｒｏを求め、前記（６）式
および（７）式のＳ／ｄの値を、それぞれつぎの（９）
式および（１０）式として求めることができる。 （Ｓ／ｄ）ε＝Ｃｏ／ε’……（９） （Ｓ／ｄ）λ＝λ’／Ｒｏ……（１０） 一方、電極間に固体試料を容れ、これに液体を流動させ
た場合、電極間には液体のみの場合とは異なるコンデン
サと、同じく液体のみの場合とは異なる抵抗の並列から
なる等価回路が形成されると考えることができ、この場
合の電極間のインピーダンスＺは（１１）式で表わすこ
とができる。
し、電気容量Ｃｏと電気抵抗Ｒｏを求め、前記（６）式
および（７）式のＳ／ｄの値を、それぞれつぎの（９）
式および（１０）式として求めることができる。 （Ｓ／ｄ）ε＝Ｃｏ／ε’……（９） （Ｓ／ｄ）λ＝λ’／Ｒｏ……（１０） 一方、電極間に固体試料を容れ、これに液体を流動させ
た場合、電極間には液体のみの場合とは異なるコンデン
サと、同じく液体のみの場合とは異なる抵抗の並列から
なる等価回路が形成されると考えることができ、この場
合の電極間のインピーダンスＺは（１１）式で表わすこ
とができる。
【００１４】Ｚ＝１／（ｊωＣ＋１／Ｒ）……（１１） そして、このインピーダンスＺを測定し、電気容量Ｃと
電気抵抗Ｒを求めて、（６）、（７）、（９）、（１
０）式を用い、導電率と誘電率をそれぞれ求めることが
できる。このようにして求められた誘電率と導電率の値
を、（１）式中におけるεｏ・εｒとλ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。
電気抵抗Ｒを求めて、（６）、（７）、（９）、（１
０）式を用い、導電率と誘電率をそれぞれ求めることが
できる。このようにして求められた誘電率と導電率の値
を、（１）式中におけるεｏ・εｒとλ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。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のゼータ電位測定装置の一
実施例を図１により説明する。本装置は一対の電極１、
２が対向配置された管状の流動電位測定セル３と、流動
電位を測定する電位計４と、その両電極１、２に交流電
圧を印加する交流電源５と、それにより両電極間のイン
ピーダンスＺを測定するインピーダンス測定回路６と、
流動液をセル３に供給する供給容器９と、セル３を通っ
て出された流動液を受ける受給容器１０と、セル３の流
動圧力を測定するために供給容器９に設けられた圧力計
７および受給容器１０に設けられた圧力計８と、流動液
の温度を測定するための温度計１１と、システム全体を
制御し測定データを入力して演算記憶するコンピュータ
１２から構成されており、ゼータ電位を測定すべき固体
試料は、セル３内の電極１、２間に充填される。
実施例を図１により説明する。本装置は一対の電極１、
２が対向配置された管状の流動電位測定セル３と、流動
電位を測定する電位計４と、その両電極１、２に交流電
圧を印加する交流電源５と、それにより両電極間のイン
ピーダンスＺを測定するインピーダンス測定回路６と、
流動液をセル３に供給する供給容器９と、セル３を通っ
て出された流動液を受ける受給容器１０と、セル３の流
動圧力を測定するために供給容器９に設けられた圧力計
７および受給容器１０に設けられた圧力計８と、流動液
の温度を測定するための温度計１１と、システム全体を
制御し測定データを入力して演算記憶するコンピュータ
１２から構成されており、ゼータ電位を測定すべき固体
試料は、セル３内の電極１、２間に充填される。
【００１６】供給容器９は耐圧気密構造の容器でセル３
に流す流動液が収容され、外部からの窒素ガス等で配管
を通じて圧力が付与されており、その圧力は圧力計７で
測定される。また流動液の温度は温度計１１で測定され
る。受給容器１０は同じく耐圧気密構造の容器で、測定
時は密閉され、セル３を通過した流動液を受け、内部圧
力は圧力計８により測定される。測定終了時にこの液を
外部に排出し、容器は大気圧にされる。電位計４はセル
３の両電極１、２間の流動電位Ｅを測定し、コンピュー
タ１２にそのデータを出力する。コンピュータ１２から
の指令により、交流電源５はセル３の両電極１、２間に
交流電圧を印加し、インピーダンス測定回路６が両電極
１、２間のインピ−ダンスＺを測定し、コンピュータ１
２に出力する。圧力計７と圧力計８はセル３の入力圧と
出力圧を示し、そのデータをコンピュータ１２に出力す
る。その差圧が流動圧力Ｐとなる。
に流す流動液が収容され、外部からの窒素ガス等で配管
を通じて圧力が付与されており、その圧力は圧力計７で
測定される。また流動液の温度は温度計１１で測定され
る。受給容器１０は同じく耐圧気密構造の容器で、測定
時は密閉され、セル３を通過した流動液を受け、内部圧
力は圧力計８により測定される。測定終了時にこの液を
外部に排出し、容器は大気圧にされる。電位計４はセル
３の両電極１、２間の流動電位Ｅを測定し、コンピュー
タ１２にそのデータを出力する。コンピュータ１２から
の指令により、交流電源５はセル３の両電極１、２間に
交流電圧を印加し、インピーダンス測定回路６が両電極
１、２間のインピ−ダンスＺを測定し、コンピュータ１
２に出力する。圧力計７と圧力計８はセル３の入力圧と
出力圧を示し、そのデータをコンピュータ１２に出力す
る。その差圧が流動圧力Ｐとなる。
【００１７】図２に本装置の測定手順をフローチャート
で示す。まず、電極１、２間に固体試料を充填する前に
供給容器９内に所定量の誘電率が既知である流動液を入
れ、その流動液のみを測定セル３内に供給した状態で、
交流電源５から電極１、２間に交流電圧を印加し、電極
１、２間のインピーダンスＺｏをインピーダンス測定回
路６によって測定する。
で示す。まず、電極１、２間に固体試料を充填する前に
供給容器９内に所定量の誘電率が既知である流動液を入
れ、その流動液のみを測定セル３内に供給した状態で、
交流電源５から電極１、２間に交流電圧を印加し、電極
１、２間のインピーダンスＺｏをインピーダンス測定回
路６によって測定する。
【００１８】次に測定セル３内に固定試料が充填されて
充填層を形成した後、そこに流動液を流動させた状態
で、再び交流電源５から電極１、２間に交流電圧を印加
し、電極１、２間のインピーダンスＺをインピーダンス
測定回路６によって測定する。そして、その測定値Ｚは
コンピュータ１２に記憶される。コンピュータ１２は、
誘電率および導電率が既知である流動液のみを電極１、
２間に介在させた状態でのインピーダンスＺoおよび固
体試料を電極間に容れて測定したインピーダンスＺの測
定値から電気容量と電気抵抗を算出し、（６）、
（７）、（９）、（１０）式を用いて、導電率と誘電率
をそれぞれ求め、その値を記憶する。
充填層を形成した後、そこに流動液を流動させた状態
で、再び交流電源５から電極１、２間に交流電圧を印加
し、電極１、２間のインピーダンスＺをインピーダンス
測定回路６によって測定する。そして、その測定値Ｚは
コンピュータ１２に記憶される。コンピュータ１２は、
誘電率および導電率が既知である流動液のみを電極１、
２間に介在させた状態でのインピーダンスＺoおよび固
体試料を電極間に容れて測定したインピーダンスＺの測
定値から電気容量と電気抵抗を算出し、（６）、
（７）、（９）、（１０）式を用いて、導電率と誘電率
をそれぞれ求め、その値を記憶する。
【００１９】その後、両電極１、２間に交流電圧の印加
を停止した状態で、流動電位Ｅおよび流動圧力Ｐの測定
を行なう。まず、受給容器１０の下方のバルブを開き受
給容器１０内の液を空にした状態で、上方のバルブを一
旦開放にして受給容器１０内の気圧を大気圧にする。そ
の後下方のバルブ、上方のバルブを閉じ、供給容器９の
上方のガスバルブを開き供給容器９内を大気圧よりも高
い一定の圧力にする。この状態では、供給容器９、測定
セル３、受給容器１０が気密状態で連結し、供給容器９
と受給容器１０間に差圧が生じ、供給容器９内の液は測
定セル３に向けて流動し、電極１、２間に挟まれた充填
層を通過して受給容器１０に流れ込む。この液の流動に
より充填層に発生する流動電位Ｅは電極１、２を介して
電位計４で測定され、コンピュータ１２に記憶される。
を停止した状態で、流動電位Ｅおよび流動圧力Ｐの測定
を行なう。まず、受給容器１０の下方のバルブを開き受
給容器１０内の液を空にした状態で、上方のバルブを一
旦開放にして受給容器１０内の気圧を大気圧にする。そ
の後下方のバルブ、上方のバルブを閉じ、供給容器９の
上方のガスバルブを開き供給容器９内を大気圧よりも高
い一定の圧力にする。この状態では、供給容器９、測定
セル３、受給容器１０が気密状態で連結し、供給容器９
と受給容器１０間に差圧が生じ、供給容器９内の液は測
定セル３に向けて流動し、電極１、２間に挟まれた充填
層を通過して受給容器１０に流れ込む。この液の流動に
より充填層に発生する流動電位Ｅは電極１、２を介して
電位計４で測定され、コンピュータ１２に記憶される。
【００２０】上記の液の流動により、受給容器１０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。流動電位Ｅを測定しているときに圧力計７および圧
力計８から圧力値はコンピュータに送られ、その差圧が
流動圧力Ｐとして記憶される。受給容器１０内の圧力は
液量の増加分だけ上昇していき、供給容器９内の圧力を
一定に保っていても、充填層中を流れる流速の変化と測
定セル３の両端における差圧は刻々と変化し、両者間に
ずれが無い。最後に、コンピュータ１２は、このように
して実測された複数の流動電位Ｅと流動圧力Ｐを（１）
式に代入し、上記で求められた誘電率と導電率の値を
（１）式中におけるεｏ・εｒとλとして用い、ゼータ
電位ζを算出し、その値を記憶する。以上のようにして
求められたゼータ電位ζは、固体液体界面の動電現象の
実測値で計算されているのでより正確な値である。
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。流動電位Ｅを測定しているときに圧力計７および圧
力計８から圧力値はコンピュータに送られ、その差圧が
流動圧力Ｐとして記憶される。受給容器１０内の圧力は
液量の増加分だけ上昇していき、供給容器９内の圧力を
一定に保っていても、充填層中を流れる流速の変化と測
定セル３の両端における差圧は刻々と変化し、両者間に
ずれが無い。最後に、コンピュータ１２は、このように
して実測された複数の流動電位Ｅと流動圧力Ｐを（１）
式に代入し、上記で求められた誘電率と導電率の値を
（１）式中におけるεｏ・εｒとλとして用い、ゼータ
電位ζを算出し、その値を記憶する。以上のようにして
求められたゼータ電位ζは、固体液体界面の動電現象の
実測値で計算されているのでより正確な値である。
【００２１】
【発明の効果】本発明のゼータ電位測定方法および測定
装置は上記のように構成されており、固体液体界面の動
電現象の実際の測定値（インピーダンス、流動電位、お
よび流動圧力）を用いており、従来の文献値による流動
液のみによる誘電率と導電率を用いるのでなく、電極間
に固体試料を入れた状態で実測したインピーダンスから
算出しているので、正確なゼータ電位を求めることがで
きる。
装置は上記のように構成されており、固体液体界面の動
電現象の実際の測定値（インピーダンス、流動電位、お
よび流動圧力）を用いており、従来の文献値による流動
液のみによる誘電率と導電率を用いるのでなく、電極間
に固体試料を入れた状態で実測したインピーダンスから
算出しているので、正確なゼータ電位を求めることがで
きる。
【図１】 本発明のゼータ電位測定装置の一実施例を示
す図である。
す図である。
【図２】 本発明の測定方法の手順を示す図である。
【図３】 動電現象による２電極間のインピーダンスを
示す図である。
示す図である。
１…電極 ２…電極 ３…セル ４…電位計 ５…交流電源 ６…インピーダンス測定回路 ７…圧力計 ８…圧力計 ９…供給容器 １０…受給容器 １１…温度計 １２…コンピュータ ２０…電気容量 ２１…電気抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】一対の電極間に、液体中に固体試料を分散
させた状態もしくは充填させた状態で、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
および導電率を、上記電極間のインピーダンスを測定す
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、
前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、前記一対の電極間のインピーダンスを測定
するインピーダンス測定手段を有し、前記演算手段は、
そのインピーダンス測定手段により測定されたインピー
ダンスから前記解析式の誘電率と導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 |
|---|---|---|---|
| JP10183675A JP2000019144A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | ゼータ電位測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183675A JP2000019144A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | ゼータ電位測定方法および測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000019144A true JP2000019144A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16139967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10183675A Pending JP2000019144A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | ゼータ電位測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000019144A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243741A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Akihiko Tanioka | 生体高分子とリガンドとの相互作用を検出する装置及びその方法 |
| KR100390768B1 (ko) * | 2001-05-08 | 2003-07-12 | 한국과학기술연구원 | 중공사 멤브레인의 계면동전기 특성치를 정량적으로산출하기 위한 벌크 흐름전위의 측정장치와 측정방법 |
| JP2009042100A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 粘度測定法 |
| DE102009006538A1 (de) | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Denso Wave Inc. | Roboter-Simulator und Verfahren zur Steuerung eines Roboter-Simulators |
| WO2022196533A1 (ja) * | 2021-03-13 | 2022-09-22 | 国立大学法人神戸大学 | ゼータ電位測定方法及び測定装置 |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP10183675A patent/JP2000019144A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243741A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Akihiko Tanioka | 生体高分子とリガンドとの相互作用を検出する装置及びその方法 |
| KR100390768B1 (ko) * | 2001-05-08 | 2003-07-12 | 한국과학기술연구원 | 중공사 멤브레인의 계면동전기 특성치를 정량적으로산출하기 위한 벌크 흐름전위의 측정장치와 측정방법 |
| JP2009042100A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 粘度測定法 |
| DE102009006538A1 (de) | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Denso Wave Inc. | Roboter-Simulator und Verfahren zur Steuerung eines Roboter-Simulators |
| WO2022196533A1 (ja) * | 2021-03-13 | 2022-09-22 | 国立大学法人神戸大学 | ゼータ電位測定方法及び測定装置 |
| JP7496979B2 (ja) | 2021-03-13 | 2024-06-10 | 国立大学法人神戸大学 | ゼータ電位測定方法及び測定装置 |
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