什麽是德拜屏蔽？為什麽要知道德拜長度？

在膠體(ti) 體(ti) 係中，顆粒間的運動和力通常受相鄰顆粒的電荷影響。當我們(men) 測量zeta電位時，顆粒的有效電荷的測定才是真正要探討的問題。換言之：zeta電位是衡量一個(ge) 顆粒/分子的電荷是如何影響另一個(ge) 顆粒/分子的運動的。全電位描述了（探針）顆粒受電荷影響的程度，作為(wei) 距離的函數，它當然會(hui) 隨著距離的變化而變化：當一個(ge) 帶正電的探針顆粒靠近另一個(ge) 帶正電的顆粒時，它會(hui) 非常“注意"另一個(ge) 帶正電的顆粒的電荷——然而，當它離另一個(ge) 粒子較遠時，它不會(hui) 太“注意"它。物理學將其描述為(wei) 靜電勢隨1/r（或探針與(yu) 顆粒之間距離）的變化而下降。

當樣品通過在分散液中添加額外的離子而改變時，如鹽NaCl的存在，會(hui) 發生一個(ge) 有趣的效果，鹽的離子（也會(hui) 有正的[Na⁺]和負的[Cl^-]離子）會(hui) 在帶正電荷的顆粒周圍排列。當存在大量鹽時，許多離子將傾(qing) 向於(yu) 在顆粒周圍形成一團離子，這將產(chan) 生屏蔽或減弱顆粒淨電荷的淨效應。這種效應以德拜命名，這種屏蔽的一個(ge) 特征長度量度稱作德拜長度，它是與(yu) 靜電力顯著減小（到1/e）的顆粒的距離。高濃度鹽的緩衝(chong) 液或溶液的德拜長度很小，隻有少量額外離子的溶液的德拜長度很長。

對於(yu) 25℃水溶液中的單價(jia) 離子，Debye-Hückel德拜長度1/ｋ以納米為(wei) 單位（最終可從(cong) DLVO理論推導）。作為(wei) 水緩衝(chong) 液中典型德拜長度的一個(ge) 例子。

100mM的鹽：~1nm德拜長度

10mM的鹽：~3nm德拜長度

1mM的鹽：~10nm德拜長度

德拜屏蔽與(yu) zeta電位

因為(wei) 離子對靜電勢的影響，這種影響在zeta電位的測量中可以觀察到。Zeta電位測量是一種測量在膠體(ti) 雙電層滑動麵上靜電勢影響強度的方法。當向膠體(ti) 樣品中加入更多的離子時，有效zeta電位將降低，因為(wei) 它被Debye-Hückel屏蔽雲(yun) 中的反離子所“屏蔽"。當減少樣品中離子的存在時，情況正好相反：電荷現在到達更遠的地方，其淨效應更強，從(cong) 而產(chan) 生更強的zeta電位。

在不同離子強度的硝酸鋰LiNO₃中製備的氧化鋁顆粒數據中可以觀察到這種效應：較低的鹽濃度顯示出較強的zeta電位，而較高的鹽濃度抑製了觀測值，使zeta電位更接近於(yu) 零。

德拜長度和價(jia) 態

離子的價(jia) 態Z對德拜長度有影響：價(jia) 態越大，德拜長度越小，即離子屏蔽靜電力的效率越高。有趣的是，當進行電解質聚沉時，且“目標"zeta電位接近於(yu) 零時，具有較大價(jia) 態的離子能夠更早地影響聚沉，即聚沉發生在較低濃度下。

多價(jia) 態離子尤其重要。它們(men) 對表麵電荷屏蔽的影響與(yu) 反離子價(jia) 態有關(guan) 。二價(jia) 反離子的聚沉濃度平均比一價(jia) 離子低100倍左右，三價(jia) 離子的聚沉濃度平均比一價(jia) 離子低1000倍左右。這被稱為(wei) Schulze-Hardy法則，是對在水處理廠中使用鋁[Al³⁺]或鐵[Fe³⁺]離子導致具有負zeta電位的顆粒聚沉的解釋。

因此，鹽或其他離子的存在對膠體(ti) 樣品中的靜電力的到達有很大的影響。

美國分散科技公司（DTI）專(zhuan) 注於(yu) 非均相體(ti) 係表征的科學儀(yi) 器業(ye) 務。 DTI開發的基於(yu) 超聲法原理的儀(yi) 器主要應用於(yu) 在原濃的分散體(ti) 係中表征粒徑分布、 zeta電位、流變學、固體(ti) 含量、孔隙率，包括CMP漿料，納米分散體(ti) ，陶瓷漿料，電池漿料，水泥家族，藥物乳劑等，並可應用於(yu) 多孔固體(ti) 。

除了zeta電位和電導率測定外，還能同時給出膠體(ti) 顆粒的德拜長度、杜坎數和表麵電荷密度等微觀電學性質信息。