表面与胶体化学—绪论.ppt

绪论第一节 胶体与界面 一．分散体系一种或几种物质以细分状态分散于另一物质中形成的体系称为分散体系。 根据被分散物和分散介质的聚集状态对分散体系分类 以气体为分散介质时 分散相为液态物质，如雾(气溶胶) 分散相为固态物质，如烟或尘(气溶胶)以液体为分散介质时 分散相为气体的分散体系称为泡沫（如灭火泡沫） 分散相为不相容液体的分散体系称为乳状液（如牛奶，豆浆，原油） 分散相为普通显微镜下可见的固体粒子的分散体系称为悬浮体（水悬浮体（如泥浆），有机悬浮体（如油漆）） 分散相为普通显微镜下不可见的固体粒子的分散体系称为溶胶（水溶胶（如金溶胶），有机溶胶）)水溶胶和水悬浮体的分散介质为水或水溶液。有机溶胶和有机悬浮体的分散介质为有机液体。 不特别说明，溶胶为水溶胶，悬浮体为水悬浮体。以固体为分散介质时 分散相为气体形成的分散体系为气凝胶或固体泡沫（如泡沫塑料） 分散相为液体形成的分散体系为凝胶或固体乳状液（如珍珠） 分散相为固体，如合金和有色玻璃二．胶体分散相粒子在至少一个尺度上的大小在10-6～10-9m范围内高度分散的分散体系称为胶体分散体系。分散相粒子为胶体。胶体粒子可由一种分子组成，如大分子化合物，也可由多个分子组成，如胶束。胶体化学研究的三个领域：分子胶体（亲液胶体），缔合胶体（表面活性剂胶束溶液），粗分散体系和溶胶（憎液溶胶） 亲液溶胶与憎液溶胶三．界面 接触的不相混溶的两相交界之处称为界面。 当一相为气相，另一相为凝聚态相，交界面为表面。 界面是有一定厚度的，有几个分子大小的厚度，但其厚度值与两相本体尺寸比较可忽略不计。在胶体分散体系中分散相粒子都很小，因而可形成大的界面面积。粒子越小，界面面积越大。 体系中界面面积的大小通常可用比表面(积）表示。比表面是指单位质量（通常为1g)或单位体积(通常为1cm3 )分散相物质的界面面积。 胶体分散体系中分散相比表面的激增，使得在界面上发生的各种物理化学作用，化学反应活性明显增加。四．胶体粒子的形状与大小 各种粒子形态定性图如下所示控制成核，生长和后处理条件，可得到同一化学组成但形状不同的粒子。 在胶体分散体系中，若分散相粒子大小形状完全均一，此种体系称为单分散体系。 大多数胶体分散体系的分散相粒子大小和形状不尽相同，这类体系称为多分散体系。表述多分散体系粒子大小分布的方法如下： 列表法，作图法。有时不需要特别细致地了解这些内容，而是期望根据有限的测定数据得出粒子的平均大小。数均直径dn：根据一定数量粒子直径的平均值得出的平均直径。 面均直径ds：根据多个粒子表面积的平均值得到的平均直径。 体均直径dv：跟据多个粒子体积平均值得出体积平均直径。 对多分散体系： dv ds dn，三个直径值差别越大，说明粒子大小分布越宽。 对单分散体系：三种粒子平均直径相等。大分子化合物的平均分子量因测量的方法不同也有不同形式。 数均分子量Mn：渗透压法 重均分子量Mw：光散射法 Z均分子量Mz：重力沉降或离心沉降法 对单分散体系， Mn =Mw =Mz 对多分散体系，Mz Mw Mn, Mw /Mn偏离1越大，分散性越明显。 第二节 胶体与界面化学的基本内容 什么是胶体与界面化学胶体与界面化学是研究界面现象及除低分子分散体系以外的多分散体系物理化学性质的科学。胶体化学与界面化学密不可分。对于胶体这样的高分散系统，因其具有很大的相界面，所以界面性质的作用就显得十分突出。二．胶体与界面化学的基本内容 1.分散体系的形成与性质 2.界面现象 3.表面活性剂及分子有序组合体 4.高分子溶液 第三节 胶体与界面化学与其他学科的关系第一章 溶胶与纳米粒子的制备第一节 溶胶的制备 溶胶通常是指分散相粒子很小（一般小于100nm,也有人限定为1000nm)固液分散体系。若粒子再大，则为悬浮液。一.溶胶制备的一般原则和方法制备较为稳定的溶胶必须满足下述基本条件。 （1）固体分散相粒子要足够小，使其有一定的动力学稳定性。 （2）分散相在分散介质中溶解度要足够小，形成分散相的反应物浓度低。 （3）为了使分散相粒子具有抗聚结而保持稳定的性质，必须在体系中有第三种物质存在，使粒子表面形成保护层。（外加，反应物，反应产物）粗分散体系二.分散法制备溶胶 1.机械粉碎法 2.超声分散法 3.电分散法 4.胶溶法 将暂时松散聚集在一起的胶体粒子再一定条件下重新分散的方法。（吸附胶溶作用，洗涤沉淀胶溶作用，表面解离胶溶法）2.物理凝聚法 利用物理的方法使分散相物质分子在分散介质中凝聚，所用的物理方法包括将物质的蒸气通入另一种不能将其溶解和发生化学反应形成可溶物的分散介质中（蒸气凝聚法）； 将任一物质的溶液在搅拌下逐渐加入不能溶解该物质的另一种液体中（改换介质法）。四.溶胶的纯化 纯化的目的是提