胶体化学第0章-胶体与表面化学绪论幻灯片

1、 1922，德Staudinger，区分高分子与胶体 1920，美Loeb,Alair，渗透压测定分子量 192025，瑞典Svedberg，超离心机 1930，美Adam,表面物理与化学 1933，德Ruska,knoll,电镜研究，看胶体真实样子 1935，美Langmuir，Blodgett，LB膜 193040，DLVO理论的建立 193034，Von Laue,X射线测颗粒尺寸和结构 Putzeys,Brosteaux，光散射测相对分子质量 Tiselius，电泳分析 Guinie，小角X射线衍射 1940，La Mer，单分散溶胶和气溶胶 1950，Zimm等，光散射测颗粒形状 1

2、950，BET多层分子吸附理论 1951，Rehbiinder,流变学，物理化学力学 1950，Terenin,表面红外光谱，表面光谱学 1957，瑞典Siegbahn,X射线、光电子能谱、俄歇能谱 1962，英Turner，UPS(紫外电子谱） 1960，德Kubo,LB膜中的能量传递，分子工程概念 英Roberts,LB膜的光电子器件 1962，日kubo，量子尺寸效应 1965，美Feynman，量子动力学，纳米技术 1968，美.黎念之，液膜分离技术 1970，Matijevie，单分散，单性状纳米颗粒形成 1972，Lsraelachvili，表面力的研究 1980，日Kunltak

3、e，人工脂质体 1981，Bining，Rohorer， 扫描隧道显微镜 1982，Fendler，膜模拟化学 1984，Gleiter， 纳米固体 1986，Bining， 原子力显微镜 1989，德Henglein， 纳米尺度颗粒尺寸量子化效应 1991，法De Gennes， 液晶，有序分子组合体 付鹰：一种科学的历史是那门科学中最宝贵的一部分，科学付鹰：一种科学的历史是那门科学中最宝贵的一部分，科学 只能只我们以知识，而历史却能给我们智慧只能只我们以知识，而历史却能给我们智慧 分散体系分散体系 我们知道自然界是由分散体系组成的。所谓分散体系是指一种或几种我们知道自然界是由分散体系组成的

4、。所谓分散体系是指一种或几种 以一定的分散度分散在另一种物质中形成的体系。一般定义：以一定的分散度分散在另一种物质中形成的体系。一般定义： 分散相：以颗粒状态存在的不连续相；分散介质：连续相。分散相：以颗粒状态存在的不连续相；分散介质：连续相。 分散体系分为九类。若把混合气体排除在外时，则分散体系如下示：分散体系分为九类。若把混合气体排除在外时，则分散体系如下示： 表表-1分散体系的分类分散体系的分类 分散介质分散介质分散相分散相体系与名称体系与名称 气体气体 气体气体 液体液体 液体液体 液体液体 固体固体 固体固体 固体固体 液体液体 固体固体 气体气体 液体液体 固体固体 气体气体 液体

5、液体 固体固体 气溶胶，如雾气溶胶，如雾 气溶胶，如烟、尘气溶胶，如烟、尘 泡沫、气乳液，如灭火泡沫泡沫、气乳液，如灭火泡沫 乳状液、微乳液乳状液、微乳液 溶胶、凝胶、悬浮液，如油漆、泥浆溶胶、凝胶、悬浮液，如油漆、泥浆 固体泡沫，如泡沫塑料固体泡沫，如泡沫塑料 凝胶、固体乳状液凝胶、固体乳状液 合金、有色金属合金、有色金属 2、胶体化学与分散体系、胶体化学与分散体系 表表-2分散体系与粒度分散体系与粒度 分散体系分散体系颗粒大小颗粒大小 粗分散体系粗分散体系 胶体胶体 真溶液真溶液 10-6 10-910-6 10-9 然而在实际应用中并不一定按照上述规定。如然而在实际应用中并不一定按照上述

6、规定。如API（美国石油学会）（美国石油学会） 的标准则把的标准则把2m的粘土颗粒称为的粘土颗粒称为“胶粒胶粒”。 国际纯粹化学和应用化学联合会（国际纯粹化学和应用化学联合会（IUPAC）按分散相颗粒的大小把分）按分散相颗粒的大小把分 散体系分为如下：散体系分为如下： 表表-3n次次“切割切割”后每个质点的半径、面积、体积、质点数和群球的总面积后每个质点的半径、面积、体积、质点数和群球的总面积 由上可见，物质的总量不变，每切割一次，总面积增由上可见，物质的总量不变，每切割一次，总面积增 加一倍。加一倍。 胶体中含有许多小颗粒，所以其总面积是很大的。胶体中含有许多小颗粒，所以其总面积是很大的。

7、如此大的表面积对胶体的性质必然会有很大的影响。如此大的表面积对胶体的性质必然会有很大的影响。 因此，胶体与表面之间有着相当密切的关系，这是我因此，胶体与表面之间有着相当密切的关系，这是我 们将进行的主要研究。们将进行的主要研究。 20世纪初世纪初，胶体被分为亲液胶体和憎液胶体。，胶体被分为亲液胶体和憎液胶体。 亲液胶体：易与水形成水溶液，热力学稳定亲液胶体：易与水形成水溶液，热力学稳定 憎液胶体：不易与水形成水溶液，热力学不稳定憎液胶体：不易与水形成水溶液，热力学不稳定 20世纪世纪50年代年代，亲液胶体改称为大分子溶液，亲液胶体改称为大分子溶液， 憎液胶体称为溶胶或胶体分散体系憎液胶体称为溶

8、胶或胶体分散体系 胶体 分散体系,高表面自由能,热力学不稳定系统 大分子真溶液,无界面能,热力学稳定 缔和胶体,即胶体电解质,热力学稳定,表面活性剂体系 3、胶体化学的研究内容、胶体化学的研究内容 胶体既不是常见的宏观大块，也不是微观的基本粒子胶体既不是常见的宏观大块，也不是微观的基本粒子 （如原子、分子），往往容易被忽视。（如原子、分子），往往容易被忽视。 所以奥斯特瓦尔德（德国物理化学家，研究催化、电化所以奥斯特瓦尔德（德国物理化学家，研究催化、电化 学和化学反应动力学，学和化学反应动力学，19091909年获得诺贝尔化学奖）在本世年获得诺贝尔化学奖）在本世 纪初就无不风趣的称之为纪初就无

9、不风趣的称之为“被遗忘了尺寸的世界被遗忘了尺寸的世界” （长度单位：（长度单位：mm=10mm=10-3 -3m m， ，m=10m=10-6 -6m m， ，nm=10nm=10-9 -9m m， ，pm=10pm=10-12 -12m m） ） 应该说，宏观的相与相之间的界面，比起宏观体相本身应该说，宏观的相与相之间的界面，比起宏观体相本身 来，同样也可看作来，同样也可看作“被遗忘了尺寸的世界被遗忘了尺寸的世界”。这两个。这两个“世世 界界”，界面厚度也与胶体质点尺寸相同。研究表（界）面，界面厚度也与胶体质点尺寸相同。研究表（界）面 性质和过程的界面科学，也是胶体化学中极其重要和不可性质和

10、过程的界面科学，也是胶体化学中极其重要和不可 分割的一部分。因此，这二者常被联系在一起而被称为胶分割的一部分。因此，这二者常被联系在一起而被称为胶 体及表面化学（科学）。体及表面化学（科学）。 胶体化学的研究发展趋势胶体化学的研究发展趋势： 生命科学方面生命科学方面 生物膜的结构与作用研究导致生物膜的结构与作用研究导致“膜模拟化学膜模拟化学”的形成及人工合成模拟的形成及人工合成模拟 膜的日益系统、深入。膜的日益系统、深入。 能源科学方面能源科学方面 石油的石油的“三次采油三次采油”，稠油的乳化降粘，原油的破乳等等。水煤浆的，稠油的乳化降粘，原油的破乳等等。水煤浆的 生产与使用。生产与使用。 材

11、料科学方面材料科学方面 LB膜的微电子材料应用，高分散超精细微粒的形成与应用等等。膜的微电子材料应用，高分散超精细微粒的形成与应用等等。 信息科学方面信息科学方面 有序组合体对微型、高容量、高性能的分子电子器件的开发应用。有序组合体对微型、高容量、高性能的分子电子器件的开发应用。 分离科学方面分离科学方面 泡沫分离，离子浮选等技术应用与化工、环境、海洋等方面。泡沫分离，离子浮选等技术应用与化工、环境、海洋等方面。 环境科学方面环境科学方面 大气污染的控制，水质的保护，土壤的改良等等。大气污染的控制，水质的保护，土壤的改良等等。 与其它化学科学之间的联系与其它化学科学之间的联系 胶束（团）增溶分

12、光广度法应用于分析化学；胶团催化、微乳催化、胶束（团）增溶分光广度法应用于分析化学；胶团催化、微乳催化、 相转移催化应用于有机合成；乳液聚合、分散聚合应用于高分子化学。相转移催化应用于有机合成；乳液聚合、分散聚合应用于高分子化学。 4、胶体化学的发展前景、胶体化学的发展前景 讨讨 论论 1、胶体的定义、胶体的定义：胶体是分散相粒径大小在胶体是分散相粒径大小在11000nm的多的多 相分散体系相分散体系 特性：特性：热力学不稳定，高分散度。热力学不稳定，高分散度。 2、亲液溶胶与憎液溶胶、亲液溶胶与憎液溶胶 性质性质憎液溶胶憎液溶胶亲液溶胶亲液溶胶 电解质的存在必要的稳定因素非必要的稳定因素 对

13、电解质的稳定性低很高 聚沉的可逆性不可逆可逆 电镜下的可见性可见不可见 黏度与溶剂差别小比溶剂大许多 渗透压小显著 粒子具有的电荷固定、不易变电荷随pH而变 参考书参考书 胶体化学概论，胶体化学概论，江龙，科学出版社，江龙，科学出版社，2002.01，第一版，第一版 应用胶体化学，应用胶体化学，侯万国，科学出版社，侯万国，科学出版社，1998.11，第一版，第一版 界面化学基础，界面化学基础，朱步瑶，化工出版社，朱步瑶，化工出版社，1969.09，第一版，第一版 胶体与界面化学，胶体与界面化学，陈宗淇，高教出版社，陈宗淇，高教出版社，2002，第一版，第一版 胶体与表面化学原理，胶体与表面化学原理，Heimenz，周祖康译，周祖康译， 北京大学出版社，北京大学出版社，1986.03第一版第一版 表面活性剂的功能，表面活性剂的功能，徐燕莉，徐燕莉， 化工出版社，化工出版社，2000.06，第一版，第一版 吸附与催化，吸附与催化，陈诵英等，陈诵英等， 河南科学技术出版社，河南科学技术出版社，2001.08第一版第一版 微乳化技术及应用，微乳化技术及应用，崔正刚崔正刚 中国轻工业出版社，中国轻工业出版社，2000.06，第一版，第一版 微胶囊技术及其应用，微胶囊技术及其应用，梁治齐梁治齐 中国轻工业出版社，中国轻工业出版社，199