第三章凝胶.ppt

1、共胶法流程 酸化硫酸铝溶液 水玻璃溶液 在一定pH值下混合 硅铝溶液 制成硅铝凝胶小球 老化 铝盐活化 表面活性剂浸渍 干燥 焙烧（活化） ①硅铝溶胶的形成 用酸化硫酸铝溶液和水玻璃溶液反应制备硅铝溶胶。在加压下把水玻璃溶液和铝盐溶液以很细的液流形式同时注入混和器中，生成溶胶，并在一定高度的油柱中成型生成凝胶。 A、氧化物浓度 ·无机溶胶中氧化物浓度直接由原料液浓度决定。 ·原料液氧化物浓度高，则其过饱和度高，会生成大量晶核，它们不易长大，只能得到较小的颗粒，有利于形成具有较细的孔结构和较大比表面的凝胶。 ·凝胶的孔体积随起始溶液的浓度的提高而增加。 ·影响非弹性凝胶类产品干胶最后结构的因素太多，文献结论不统一。 溶胶形成条件对凝胶结构的影响 B、pH值 ·硅铝溶胶的pH值不仅影响胶凝速度，而且影响凝胶的孔结构。 · pH值为9时胶凝速度最快，在强酸强碱介质中不胶凝。 ·介质pH值低，胶粒将吸附大量H+并形成很厚的水化层，使稳定性增大，导致粒子成长速度减慢或受到抑制。 ·介质pH值高，有利于粒子长大，形成的凝胶具有较大的孔隙和较小的颗粒密度。 ② 、成球 ·硅铝溶胶通过分配伞流入油柱，液滴呈球形，溶胶的pH值适当时，液滴在沉降过程中胶凝成凝胶。 ·随介质pH值的增加，凝胶的孔径变大，比表面降低。 ③、老化 ·硅铝溶胶在油柱中胶凝后，虽然形成网状结构，但没有最后成型。老化时骨架收缩、凝胶结构加固并有水析出。 ·延长老化时间、提高老化程度和增大老化过程中介质pH值，有利于形成大孔凝胶。 ④ 、铝盐活化 ·用铝盐活化硅酸铝凝胶，是把钠离子交换出来，一是除去催化剂毒物钠，二是增加凝胶中铝含量，利于提高催化剂活性。 ⑤、水洗 ·洗去凝胶中的SO42-离子和其他杂质。 ·洗涤水pH值增大，或表面张力降低，或用丁醇全部或部分取代水凝胶中的水，可增大硅铝凝胶的孔径。 ⑥ 表面活性剂浸渍 ·防止凝胶在干燥过程中破裂，提高小球的完整率和机械强度。 ⑦ 、干燥 ·水凝胶脱水干燥后结构才最后固定。 ·脱水时毛细管收缩，在收缩过程中骨架的机械强度逐渐增大，如收缩的强度可以对抗收缩压，凝胶的孔结构就固定下来；否则，干燥过程中凝胶破碎或龟裂。 ⑧ 、焙烧 ·在120℃脱水干燥硅铝凝胶，可除去凝胶中的自由水和部分吸附水。 ·要除去更多吸附水必须在350℃左右。凝胶在此温度下焙烧，可提高吸附性能和催化活性，这步也叫活化。 第三章 凝胶 · 凝胶的形成 · 凝胶的结构 · 胶凝作用及其影响因素 · 凝胶的性质 · 凝胶中的扩散作用和化学反应 3.1 概述 一、定义 是固-液或固-气分散体系的一种，其中分散相粒子相互连接成网状结构，分散介质填充于其间。 对固液指分散相局部去溶剂化，形成的半固体状，无流动性的物质，笼统地叫凝胶。 例：肉皮冻、鱼冻，都属于高分子的真溶液，但浓度大，在放置过程中自动冻起来。 二、特点 1、新形成的凝胶，液体含量通常?95%，如液体为水，称为水凝胶。 2、水凝胶是半固体状，无流动性。 3、与沉淀不同：沉淀是分散相粒子从分散剂中沉降出来，明显分为固-液两相。凝胶中却带有大量或全部的分散介质，它们被包在分散质搭建的网络的孔洞中。 4、与固体不同：凝胶具有一定形状，呈现固体的力学性质（有一定强度、弹性和屈服值），但凝胶是两相体系。 5、离子在凝胶中的扩散速度接近在水溶液中的扩散速度，说明在新形成的凝胶中，分散相和分散介质都是连续相。 三、相关概念 1、胶凝：一定浓度的溶胶或大分子化合物的水溶液在放置过程中自动形成凝胶的过程，叫胶凝。 2、干胶：水凝胶脱水，形成干胶。 四、分类 依据分散相性质（柔性、刚性）及形成凝胶结构时质点间的结构强度，分为弹性凝胶和非弹性凝胶。 1、弹性凝胶-可逆凝胶：由柔性线性大分子形成的凝胶。 特点：其干胶在水中加热溶解后，在冷却过程中形成凝胶 。 2、非弹性凝胶-不可逆凝胶，刚性凝胶 由刚性质点（SiO2、TiO2、V2O5、Fe2O3）溶胶所形成的凝胶。 特点：凝胶脱水干燥后再置于水中加热，一般不形成原来的凝胶，更不能形成产生此凝胶的溶胶。 3.2 凝胶的形成 一、凝胶形成的条件 从固体（干胶）或溶液出发都可以得到凝胶。 干胶吸收亲和性液体后体积膨胀得到凝胶。 从溶液或溶胶制备需满足两个基本条件： ①降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。 ②析出的质点既不沉降也不能自由运动，而是构成骨架，在整个溶液中