膜Zeta电位测试技术研究进展
荷电膜,Zeta电位,流动电位,评述,,荷电膜，Zeta电位，流动电位,评述,1引言,2固液界面的电荷分布,3Zeta电位的测定方法,4展望,References
摘要 分离膜荷电化显著地影响着膜的分离性能和耐污染能力。因此, 定量化表征膜表面(包括孔表面)电性能具有重要的理论价值和实际意义。本文系统地综述了各种膜Zeta电位测定原理、特点及其不足，并展望了膜Zeta电位的未来研究方向。关键词 荷电膜，Zeta电位，流动电位,评述
1 引言
膜分离过程作为一门新型的分离、浓缩、提纯、和净化技术已经逐渐从实验室走向大规模工业化应用 [1]。大量实验结果都已表明：分离膜的荷电化显著地影响着膜在使用过程中多方面的性能，例如膜的水通量，截留率，以及耐污染能力等等[2~5]。近二十年来，针对如何量化表征膜的荷电性能一直是膜学领域中的研究热点，相关方法已经相继得到开发和使用。然而，我国对于该课题的研究还不够深入。本文在系统地总结和归纳该领域研究进展的基础上旨在引起国内学者的关注。
2 固液界面的电荷分布
在液体膜分离过程中，由于膜材料自身功能基团的解离或/和某些特性吸附(包括溶液中离子的吸附，聚电解质的吸附，离子型表面活性剂的吸附和荷电高分子的吸附等)而引发的膜表面(包括孔道表面)荷电化会导致膜与溶液相接触的固液界面处呈现出与主体溶液中完全不同的电荷分布，即双电层结构[6]，如图1所示。溶液中的一些反离子在荷电膜表面较强的静电作用下会聚集为一层较致密的离子层，并相对静止地紧靠膜表面而存在；伴随着向主体溶液方向延伸，该静电作用力逐渐减弱，于是在紧密层后存在着可以在外力作用下(例如压力、电场力等)发生移动的反离子层，即扩散层；并且，可将紧密层与扩散层分界处称之为滑动面。通常，紧密层很薄(小于1 nm)，而扩散层相对较厚(根据溶液电性能及其离子浓度的不同，扩散层的厚度会在几纳米到几微米之间波动)。所以，位于固液界面处的电位很难通过实验直接测定，而位于滑动面上的电位，即Zeta电位，可以通过一系列电动学的方法予以直接获得，进而定量地反映膜的荷电状态。
图1 固液界面处的电荷分布(略)
Fig.1 Schematic representation of the charge distribution at the solid/liquid interface surface
3 Zeta电位的测定方法
3.1 流动电位法(streaming potential)在平行于滑动面的方向上施以压力差，扩散层中的反离子会在该压力的驱动下发生定向移动，形成流动电流(streaming current, IS) ......
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