第七章 模板合成法仿生合成.ppt

* * 1，2 * * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * 1，2 * * * * * * * * * * * * （ * （ * * * * * * * * 1.4 乳化作用(乳化)： 乳化剂使乳状液稳定的作用。 （1）形成乳化膜，阻止乳滴合并； （2）降低表面张力或表面自由能； （3）形成双电层 ①具有较强的乳化能力 ②稳定性好 ③能适当增加连续相的黏度 （1）天然乳化剂 ： 阿拉伯胶、明胶、磷脂 （2）表面活性剂类乳化剂 （3）固体粉末乳化剂 乳化剂的基本要求 能被油水两相润湿，可聚集在油-水界面形成固体微粒膜，不受电解质影响 该种乳化剂形成的乳状液类型，决定于固体粉末与水相的接触角θ： θ90°则形成O/W型乳剂 θ90°则形成W/O型乳剂 固体粉末乳化剂 亲水性固体粉末作乳化剂 亲油性固体粉末作乳化剂 O/W型乳化剂：氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅等， W/O型乳化剂：氢氧化钙、氢氧化锌、硬脂酸镁、 炭黑等 * O/W型乳状液 (正相) W/O型乳状液 （反相） 1.5 乳状液类型 1、基本类型 2、复合型乳状液 W/O/W型复乳 二、 微乳状液 2.1 乳状液的种类 （乳滴的大小） (1)普通乳：乳滴粒径在1~100?m (2)亚微乳：粒径在0.1~0.5?m范围的乳状液 (3)微乳（纳米乳）：乳滴粒子小于0.1 ?m 2.2 微乳状液定义 微乳是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂按适 当比例混和，自发形成的各向同性、透明、热力学 稳定的分散体系。 分散相质点为球形但半径非常小，通常在10-100nm 之间。 * 2.3 微乳状液的特点： （1）制备：不必向体系供给能量，只要配方合适， 各组分混合后会自动形成微乳状液 （2）组成： （i） 需要大量乳化剂 微乳乳滴小，界面积大；用量一般为油量的20~30%， 而普通乳中乳化 剂多低于油量的10%。 （ii）需要加入助乳化剂 （中等碳链长度的醇类：正丁醇、乙二醇、甘油） 增大膜的柔顺性、增大乳化剂的溶解度 * （3）外观：透明或略带乳光的半透明状 （4）稳定性：长期放置亦能保持均匀透明 （5）粘度：与水相近似 （6）结构：在一定范围内既能与油混匀又能与水 混匀；可存在双连续相 * 普通乳状液、微乳液的性质比较 普通乳状液 微乳液 性 质 外观 不透明 透明或近乎透明 质点大小 大于0.1μm，一般为多分散体系 0.01-0.1μm，一般为单分散体系 质点形状 一般为球状 一般为球状 热力学稳定性 不稳定，用离心机易于分层 稳定，用离心机不能使之分层 表面活性剂用量 少，一般无需助表面活性剂 多，一般需要加助表面活性剂 与油、水混溶性 O/W型与水混溶，W/O型与油混溶 与油、水在一定范围内可混溶 * 2.4 微乳状液的制备 Schulman法： 把有机溶剂(油)、水、乳化剂混合均匀，然后向该乳液中滴加醇（助乳化剂），在某一时刻体系会突然间变得透明。 三、微乳液法制备粉体 3.1 基本原理 两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成微 乳液，在“微泡”中经成核、聚结、团聚、热处理 后得到粉体 * 微型反应器 * 3.2 反应机理： （1）共混法-融合反应机理?? 将2个分别增溶有反应物A、B的微乳液混合，此 时由于胶团颗粒间的碰撞，发生了水核内物质的 相互交换或物质传递，引起核内的化学反应。 水核半径是固定的，水核内粒子尺寸得到了控制。 * （2） 一种反应物增溶在水核内，另一种以水溶液 形式与前者混合。 水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内与另一反应物作用产生晶核并生长； 产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。 * （3）一种反应物增溶在水核内，另一种为气体（如O2，NH3，CO2） 将气体通往液相中，充分 混合使两者发生反应而制备纳米颗粒。 利用微乳液制备纳米颗粒的反应过程示意图 * 3.3 微乳液法合成粉体的特点 （1）粒径分布较窄，反应条件温和 （2）特殊物理、化学性质的纳米材料 （3）稳定性好，可较长时间放置 （4）纳米微粒表面的包覆，改善了纳米材料的界面 性质，同时显著地改善了其光学、催化及电流 变等性质 * 3.4 影响微乳液制备粉体的