在各种环保应用中,粒度分析、流变性能和 zeta 电位非常重要。
土壤和沉积物
土壤和沉积物是粒度分析中的重要材料种类。由于粒度决定了土壤强度、稳定性以及与水、热量和营养素传输、保持等相关属性等诸多方面,因此非常重要。对于沉积物而言,粒度可以提供潮汐、风力及其它物质流动形成材料的来源和分布方面的重要信息。通常,对沉积物中存在的花粉粒粒度的检测可以提供与该地点相关的重要信息(例如多年前此地曾出现过的植物品种)。
虽然特性上的差异依赖于采集物的来源和采集方法,但是一般典型的样品可以涵盖广泛的粒度范围,而且包含所有粒度的材料。这些可以包括亚微细粒区域(粘土)、泥沙(2-63微米)、砂子(63-2000微米)、砾石(2-63毫米)、漂砾类砾石(63-200毫米)和巨砾(大于20毫米的任何物质)。对于此类样品,取样方法是至关重要的。为了获取一份有代表性的土壤样品,样品需要在旋转分离器上分离成一次测量时所需的足够材料。这样可以大大地提高样品与样品间的可重复性。
与传统的对土壤进行的沉降法测定分析相比,当代激光散射具有许多优势:只需要少量的样品,分析时间较短并且可以重复进行,而且仪器(例如 Mastersizer 系列)提供不同的分散处理方法。样品可以通过湿法或干法进行分析。 与较大粒度的材料相比,存在低于10微米颗粒的材料具有更大的范德华力(与粒度呈比例)。这会使材料显得更粘,更难以分散。对于此类材料,湿法分散比干法分散效果更好。
干法测量适用于自由流动的土壤,这些土壤不需要任何其它的分离措施。此类样品有可能来自于沙漠地区的土壤。如果样品中存在任何水份,就不能通过干法进行分析。为此,大多数新鲜土壤采用湿法测量。新鲜土壤几乎总是含有仪器测量范围以外的材料,因此需要使用一个筛子为样品进行筛选。
土壤科学家通常使用不同粒度分级来表示他们的粒度数据。这被称为 phi 标记法,它是基于 2 次幂的序列,此处分级边界用指数标记。在这种标记法中,Mastersizer 2000的测量范围为15.5 phi(21纳米)-1 phi(2000微米)。Malvern软件中提供了phi 表格和图表。
水处理
Zetasizer Nano Z 在水处理行业是一项重要的工具。虽然在许多应用中需要颗粒带有较高电荷以保证稳定性,但是在水处理工业中,其目的是将悬浮颗粒的zeta电位降至接近零,从而使悬浮颗粒易于产生絮凝。为了实现这一点,需要添加多种化学药剂,例如铝盐和聚合电解质。由于这些原料占了大部分的水处理成本,由此对zeta电位进行测量可以减少所需的化学制剂用量,从而显著降低经营成本。此外,通过对絮凝作用进行更好的控制,使用更少量的添加剂,可以增加过滤器的运行时间。
在Zetasizer Nano Z上增加 MPT-2自动滴定器可以自动确定所需的最佳剂量,使zeta电位降至目标值。
由于这些物质在不同的压力和不同管径的管道中进行泵送,因此了解液体的机械属性十分重要。在日常检测中,人们使用 Bohlin 流变仪测量各种剪切和温度下的粘度和液体属性,从而测量临界压力降,协助进行管道设计并减少出现泵启动问题。
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