第二章 胶体的制备净化

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1、胶体制备的条件溶胶制备的途径（方法）单分散溶胶的制备超细粒子制备2013-12-291第一节胶体的制备和净化1、胶体的制备条件：(1)分散相在介质中溶解度极小(2)加稳定剂(Stableagent)，例:TiO2+油料=>油漆（+金属皂类）2013-12-2922、胶体的制备方法1).分散法(机械分散，电分散，超声波分散）:(1)胶体磨；（2）气流粉碎机；（3）电弧法；2013-12-293分散法---胶溶法•新生成的松散聚集沉淀物（无定形沉淀）•加入适量电解质（或者置于某温度下）•放置，使其重新分散成溶胶例1：MMH（mixedmetalhydroxide

2、）(AlCl3+MgCl2混合溶液）+稀氨水，生成半透明凝胶沉淀（无定型沉淀）。多次洗涤（以控制Cl-1含量），置沉淀与80C恒温，凝胶转化为带正电的溶胶。例2：-Fe2O3胶粒的制备（MatijevicandScheiner，J.ColloidInterfaceSci.1978,63,509）•AddingFeCl3toachieve0.02Mtotalironina2.0Lsolutionof0.002MHClpreheatedto98C.•Thesuspensionwasagedfor3daysatthistemperatureandthenrapidl

3、ycooledtoroomtemperature.•Thehematitesolwastransferredto1000Daltondialysistubing,andcleanedbyrepeateddialysisagainstMilli-Qwaterand0.001Mperchloricacid.2013-12-2952）凝聚法(Aggregation)用化学或物理方法使分子或离子凝集成胶体粒子的方法叫凝聚法。(1)物理凝聚法：a.蒸气凝聚法；例：固态苯与钠,在真空下气化,到冷却的器壁上冷凝。b.过饱和法：改变溶剂法；例硫的酒精溶液倒入水中，形成硫在水中的溶胶

4、冷却法：用冰骤冷苯在水中的饱和溶液，2013-12-29得到苯在水中的溶胶6（2）化学凝聚法：A:还原法(单宁:Tannins，葡萄酒中所含有的二种酚化合物）Au3单宁少量K2CO（加热）3AuB:氧化法2HSO2S2HO222C:复分解法AgNO（过量）KIAgIKNO332013-12-297（3）凝聚法原理目的：控制胶粒的大小胶粒的形成过程类似于结晶过程（Weimarm）：第一阶段：晶核形成（nucleation）晶核形成速度dncSVK()11dtS其中n为产生的晶核数，c为物质的浓度，S为溶解度第二阶段：晶体长大

5、VKD(cS)22式中，D为溶质分子的扩散系数。2013-12-298注：当V1>>V2时，粒子分散度较大，形成溶胶；当V2>>V1时，粒子长大并产生沉淀。2013-12-299•Haber：晶核生成速度和定向速度决定了沉淀或胶体的类型–成核速度大于定向速度，生成无定形沉淀。更易于生成胶体（与过饱和度有关）•Al(OH)3,Fe(OH)3，含较多羟基和水，分子大，极性弱；•Al(OH)3,Fe(OH)3的溶解度极小，过饱和度大。–定向速度大于成核速度，生成晶状沉淀或晶状凝胶（取决于物质的极性）•极性大（CuCl2,AgCl,ZnS），分子小，定向速度快。2013

6、-12-2910•M.A.CohenStuart(荷兰)–提出定量理解过饱和度S与成核速率之间的关系–提出成核过程中G随成核的分子数n之间的定量关系图（胶体科学，156页，图10.3）–由图可见，当过饱和度S=0时，G>0，不可能成核；–随着S的增大，G出现极大G*，类似于活化能；–S，G*，更易成核，过饱和度存在一个成核阈值Scr；S与成核速率之间存在函数（指数）关系–结论：要使核生成，需要高的过饱和度；要使核生长，则只需要很小的过饱和度（生长过程自发）2013-12-29113、单分散溶胶(monodispersedsol)指胶粒尺寸、形状和组成

7、皆相同的溶胶。单分散溶胶的形成机理–Lamer的成核扩散控制理论•多分散溶胶的形成原因：凝聚法生成时，新核的产生和核的成长同时进行，最终的颗粒是不同时刻形成的核长大的结果；•成核扩散控制：控制过饱和度，使之略高于成核浓度•除浓度外，pH，搅拌速度和方式，老化时间和温度等等也是影响因素2013-12-2912例：AuCl4-+3H2O2Au+8Cl-+6H++3O2一旦AuCl4-和H2O2混合，还原反应很快快速还原反应反应物混合Au原子成核核长大核长大不足以消耗新生成的Au，不断有新核生成，则得到多分散溶胶；温度高时：还原速度大，过饱和度大，成核速度快，