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1、納米粒度分析鄭秀玉一、基本原理1、布朗運動、1827年植物學家布朗在用顯微鏡觀察水中懸浮的極小年植物學家布朗在用顯微鏡觀察水中懸浮的極小的花粉微粒時，的花粉微粒時，發(fā)現(xiàn)花粉微?？偸窃诓煌５刈鳠o規(guī)則的運后來人們就把這種運動叫做布朗運動。動。后來人們就把這種運動叫做布朗運動。布朗運動是指由于溶劑分子的轟擊使顆粒作隨機無規(guī)則的運動。布朗運動是指由于溶劑分子的轟擊使顆粒作隨機無規(guī)則的運動。Stokes-Einstein方程：d(H)=kT37ii]D其中，d(H):顆粒粒徑；k:波茲曼常數(shù)；T:絕對溫度；n:粘度；D:擴散系數(shù)顆粒越大，布朗運動速度越慢顆粒越大，
2、溫度越高，運動越快溫度越高，粘度越人，運動越慢粘度越人，PCS2、光子相關光譜法(PCS-PhotonSpectroscopy)CorrelationSpectroscopy)光子相關光譜法(PCS)：測量懸浮液中做布光子相關光譜法(PCS)：測量懸浮液中做布)：朗運動的粒子數(shù)和粒徑之間的關系。朗運動的粒子數(shù)和粒徑之間的關系。也稱作動態(tài)光散射(態(tài)光散射(DynamicLightScattering,DLS)o)o?顆粒的平均粒徑？納米粒度分析儀測量的參數(shù)：納米粒度分析儀測量的參數(shù):粒徑分布的寬度光源（激光）照射顆粒，顆粒散射光。光源（激光）照射顆粒，顆粒
3、散射光。兩個固定的顆粒、光束反向、散射光強度降低。Screen兩個固定的顆粒、光束同向、散射光強度增加。Screen很多顆粒、很復朵的光強度模式。Screen作布朗運動的分散顆粒的散射光強度I(t)沿時間軸而起伏作布朗運動的分散顆粒的散射光強度I漲落，提供分散顆粒的運動信息。漲落，提供分散顆粒的運動信息。光信號變化慢，布朗運動速度慢，顆粒大。光信號變化慢，布朗運動速度慢，顆粒大。LargeParticlesIntensityTime光信號變化快，布朗運動速度快，顆粒??；光信號變化快，布朗運動速度快，顆粒??；相關器：能反映出光信號變化快慢悄況。相關器：能反
4、映出光信號變化快慢情況。散射光強度的時間自相關函數(shù)G2（T）:本質上是時間差T的散射光強度的時間口相關函數(shù)G本質上是時間差T一個指數(shù)衰減函數(shù)。相關器能反映出光信號變化快慢情況。一個指數(shù)衰減函數(shù)。相關器能反映出光信號變化快慢情況。它是把前面的信號測完后先保存下來，是把前面的信號測完后先保存下來，后面信號與前而信號相比較。？信號改變平緩：信號變化慢，布朗運動慢，顆粒大；信號改變平緩：信號變化慢，布朗運動慢，顆粒大；？信號改變陡：信號變化快，布朗運動快，顆粒小。信號改變陡：信號變化快，布朗運動快，顆粒小。樣品是人顆粒的典型的相關關系圖：樣品是大顆粒的典型的相關
5、關系圖:樣品是小顆粒的典型的相關關系圖：樣品是小顆粒的典型的相關關系圖:0中等分布寬RawCorrelationData0.90000.80000.7000CorrelationCoefficient0.60000.50.40000.30000.20000.10000.100010.1000.Time(us)1.e+5l.e+7l.e+9大顆粒,度，大顆粒，屮等分布寬度，存在非常大的顆粒RawCorrelationData0.7000Coefficient0.40000.3000(us)l.e+5常小的顆粒,1.e+7l.e+9屮等分布寬度，0.6000
6、0.5Correlation0.20000.100000.100010.1000.Time非常小的顆粒，中等分布寬度，不存在人顆粒非RawCorrelationData0.80000.70000.6000CorrelationCoefficient0.50.40000.30000.20000」00000.100010.1000.Time(us)l.e+5l.e+7l.e+9非常人的顆粒，高分布寬度，非常人的顆粒，高分布寬度，存在非常大的顆粒光強度分彳
7、j：Iad6SizeDistributionbyIntensity108Intensity(%)6420
8、110100Diameter(nm)Record41:HinPBSb100010000根據(jù)米氏理論，知道顆粒的折射率與吸光率：根據(jù)米氏理論，知道顆粒的折射率與吸光率：光強度與粒徑的關系體積與粒徑的關系數(shù)量與粒徑的關系000010001qsCQdwH二寸p」0紐E(luu)」32lu.5G00I01I2(&ownoAuuumoAAquoHnq-sSKRZ-s數(shù)量分布:NadSizeDistributionbyNumber2520Number(%)151050110100Diameter(nm)Record41:HinPBSb1000100005nm和50n
9、m的球形顆粒、數(shù)量相同50nm的球形顆粒、數(shù)量相同NUMBERVOLUME43=
