pHと添加塩が気水界面の物性・粒子吸着に及ぼす影響

抄録

気・水界面の物理的な特徴（電荷，変形性等）は粒子や他の材料に対する相互作用に大きな影響を与える．例えば，負に帯電した気泡が正に帯電した表面に吸着すると，気泡の破裂を促進する．水の表面は酸性を示すという研究がある一方で，塩基性であるという研究例もある．さらに水表面の電荷はpHや添加塩により変動するという報告もある．本研究では，原子間力顕微鏡を使って，気・水界面と粒子との相互作用を水相側から評価する．NaClがない場合，水の表面はpH 2.0以下の時に正電荷を有し，pH 3.0以上の時に負電荷を有する．正電荷は気・水界面へのH⁺イオンの吸着によってもたらされ，負電荷は気・水界面へのOH^–イオンの吸着によってもたらされている．水にNaClを加えると，気・水界面の帯電状態が逆転することが分かった．気・10 mM NaClの界面はpH 2.0–7.0の時に負電荷を有し，pH 9.0の時に正電荷を有する．Na⁺およびCl^–イオンが気・水界面でOH^–およびH⁺イオンに吸着するためである．