《胶体与界面化学》思考题20131029
第十二章胶体化学思考题

课堂练习十二-3:胶体的电性质,胶团结构 1.溶胶的电动现象是指在外电场的作用下, 可发生相 对运动,或反之。 2.当向AgNO3溶液中滴加KI溶液,制备AgI溶胶, AgNO3过量。 AgI固体颗粒吸附n个 离子(本位离子)形成胶核,胶核吸附 n-x个 离子(反离子)形成胶粒。 因此胶粒带 个 (正,负)电荷。胶粒的电泳方向是 (阴,阳)极。 胶粒吸附 个 离子形成胶团。 紧密(斯特恩)层中含 个反离子,扩散层中含 个反 离子。电泳时胶核带着 层中的反离子一起运动,因此滑 动面是 (胶核,胶粒,胶团)的表面。 斯特恩面是紧密层中反离子的 面,在滑动面 (内,外)侧。 ζ(电动)电势是 电势与 电势的差值。
课堂练习十二-1:分散系统,胶体的光学性质 8.由瑞利公式可知,若使散射光的强度较大,应使: (1)入射光强度 ;(2)分散相粒子的体积 (3)入射光的波长 ; (4)分散相与分散介质的折光率 ; (5)分散相粒子的数密度 。 9.有明显丁铎尔现象的分散系统有 。
;
10.当用白光照射悬浮液时,主要发生光的 散射,透过)。
5.破乳的方法有哪些?
课堂练习十二-5:乳状液 1.油酸镁作为乳化剂形成的乳状液, 滴入水中, (散开,不散开); 乳状液的导电性 (强,弱); 乳状液中加入油溶性的红色染料,外观是
。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课堂练习十二-4:胶体的稳定与聚沉 1. ζ(电动)电势越高,溶胶电泳速率越 ,溶胶的稳定性 越 。 2.当向AgNO3溶液中滴加KI溶液,制备AgI溶胶, AgNO3过量。 当加入电解质,起聚沉作用的是 (阴,阳)离子。 Na3PO4,NaNO3,NaSO4,MgSO4,AlCl3中,聚沉能力最强的 是 。 向该溶胶中加入这种电解质, 离子进入紧密层,使ζ电 势 ,使扩散层 ,因此使溶胶聚沉。 3.胶粒越 (大,小),则溶胶越稳定;ζ电势越 ,则 溶胶越稳定。
厦门大学界面与胶体化学基础思考题和练习题解答

思考题和练习题解答思考题1. 表面性质与相邻两体相的性质有关,但又与两体相性质有所不同。
处于表面层的分子由于它们的受力情况与体相中分子的受力情况不相同,因此,表面层的分子总是具有较高的能量。
此外,表面性质还与表面积密切相关。
表面积越大,则表面能越高,表面越不稳定。
这将导致表面层自发地减少表面能(减少表面积或表面吸附)。
药粉的药效比药丸快。
因为药粉的比表面积比药丸大得多,表面能较高,活性高。
2. 将变成绷紧的圆环状。
这是因为液膜被刺破后,细丝两边不同曲率的部分附加压力方向不同(均指向曲面的球心方向)。
经附加压力的调整后,最后,线圈以规则的形状存在。
3.一个过程的自发与否是由过程的吉布斯自由能决定的。
尽管表面扩展过程熵是增加的,但同时也是吸热的,因此,ΔH >0。
可见,单凭熵增加无法判断过程的方向。
4.可根据0pT γ∂⎛⎫<⎪∂⎝⎭判断之。
上管中,管内液面呈凹状,附加压力朝外,当温度升高,表面张力下降,附加压力降低。
因此,当右端液体受热时,朝右附加压力小于朝左边的附加压力,液体朝左移动。
下管可同样分析,由于下管液面呈凸状,附加压力朝内。
因此,液体移动方向与上管相反。
5.附加压力s p 与曲率半径r ,表面张力γ的关系为s 2p rγ=由于右边气泡比左边气泡大,因此,曲率半径大,附加压力小。
当将两边连通后,则左泡变小,右泡变大,直到左、右两边曲率半径相同时,两边达平衡。
若活塞同时连通大气,则两气泡同时变小,但变化速率不同,左泡先消失,右泡后消失。
6.从图可见,不均匀毛细管的左端管径大,曲率半径大,附加压力小,因此液体两端附加压力不相等,液体向右端移动;直到两端附加压力相等为止。
因此,平衡时,液体应处于右端细管半径均匀的位置。
7. B 8.112gh r γρ= 222gh r γρ=121221()2r r gh h r r ργ⎛⎫=- ⎪-⎝⎭优点,不必校正液柱高度。
9.加入溶质后,使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性,用0d d c c γ→⎛⎫- ⎪⎝⎭表示。
《胶体与界面化学》思考题20131029

《胶体与表面化学》复习思考题一、凝胶1.什么是凝胶?有何特征(两个不同)?2.举例说明什么是弹性和非弹性凝胶?3.试述凝胶形成的基本条件?4.凝胶形成的方法有哪几种?5.凝胶的结构分为哪4种类型?6.溶胶≒凝胶转变时有哪些现象?7.要制备很浓的明胶溶液而又不使胶凝,应加入什么物质比较好?为什么?8.什么是凝胶的触变作用?简单叙述其机理?9.什么是负触变作用?绝大部分为什么体系?10.什么是离浆作用?为什么?11.什么是凝胶的有限膨胀和无限膨胀?其膨胀速度符合什么动力学特征?12.试述凝胶膨胀的两个阶段。
13.物质在凝胶中扩散速率减慢的原因是什么?14.试述凝胶色谱(GPC)技术的基本原理?15.试用Ostwald的过程和理论解释Liesegang环现象。
16.形成Liesegang环的必要条件是什么?17.目前高吸水性材料其吸水量约可达自身质量的多少倍?18.试述高吸水性凝胶的结构、组成和吸水性能的关系。
19.什么是高吸油性树脂?其吸油能力主要起源于什么作用力?20.高吸油树脂的吸油机理是什么?21.水凝胶中的水按作用力的强弱可分为哪4种状态?22.什么气凝胶?有哪些主要特点和用途?二、表面活性剂的洗涤作用1.如何评价洗涤剂性能的优劣2.简述液体污垢去除的过程3.油污完全去除的条件是什么?4.简述固体污垢去除机理。
5.影响洗涤作用的因素有哪些?哪些是主要因素?哪些是次要因素?为什么?6.助洗剂有哪些主要类型?在洗涤过程中起何作用?7.解释肥皂等洗涤剂在使用中出现皂垢和浴缸圈的原理。
如何改善?8.简述洗涤过程。
9.污垢分为哪几类?10.试分析污垢的粘附力。
11.分析阳离子SAA不作为洗涤剂的原因。
12.简述主要主洗剂的类型13.用作抗再沉积剂的羧甲基纤维酸钠有什么要求?14.重垢、轻垢洗衣粉配方各组分的作用及有关要求。
15.试述洗涤剂的发展趋势。
16.简述光学白度法测定去污力的过程。
17.SAA临界排列参数与自组排列有何关系?18.简述SAA调控自组对除油能力的经验规律。
第06章--胶体和界面化学--习题及答案

第06章--胶体和界面化学--习题及答案第六章胶体和界面化学P2866-1298.2K时水在湿空气中的表面张力为71.97某10-3Nm-1,其表面张力温度系数为-1.57某10-6Nm-1K-1;试求在恒温恒压下.系统体积不变时可逆增加2cm2的表面积时,该过程的热、功、ΔG及ΔS解:ΔS=-TA,pΔA=3.14某10-10JK-1,Q=TΔS=9.36某10-8JW’=-σΔA=1.44某10-5J,ΔG=W’=1.44某10-5J6-2有一完全浮在空气中的肥皂泡,若其直径2.0某10-3m,已知肥皂溶液表面张力0.7Nm-1,则肥皂泡内所受的附加压力是多少解:Δp=4σ/r=2.8kPa6-3303K时,乙醇的密度为780kgm-3;乙醇与其蒸气压平衡时的表面张力为2.189某10-2Nm-1;试计算在内径为0.2mm的毛细管中它能上升的高度。
解:h=2σ/(ρgr)=0.057m6-4氧化铝瓷件上需要披银。
当烧至1000℃时,液态银能否润湿氧化铝表面?已知1000℃时(g-Al2O3)(g-Ag)、(Ag-Al2O3)分别为1000某10-3Nm-1,920某10-3Nm-1,1770某10-3Nm-1。
解:COSθ=[σ(g-Al2O3)-σ(Ag-Al2O3)]/σ(g-Ag)=-0.837,θ=147度,不润湿。
6-520℃时水和汞的表面张力系数分别为7.28某10-2Nm-1,0.483Nm-1,汞-水界面张力为0.375Nm-1,试判断水能否在汞的表面上铺展开来。
解:σ(汞)>σ(水)+σ(汞-水),能铺展6-6将正丁醇(Mr=74)蒸气骤冷至0℃,发现其过饱和度p某/p某0=4时能自动凝结为液滴,若273K时正丁醇表面张力=0.0261Nm-1;密度ρ=1000kgm-3;试计算在此过饱和度所凝结成液滴的半径及液滴所含分子数。
[1.23某10-9m,63]解:r=[ρRTln(pr/p0)/(2σMr)]=1.23某10-9m,N=4πr3ρNA/(3Mr)=636-7某晶体相对分子质量是80,在300K其密度为0.9kgdm;若晶体与溶液间界-3面张力为0.2Nm-1。
胶体化学课后思考题答案

第三章学势与平衡2、对3、错,溶剂遵从拉乌尔定律,溶质遵从亨利定律。
4、>5、错。
沸点升高要求非挥发性溶质,凝固定降低要求该过程溶质不析出。
6、错。
食盐在水中解离后使溶质的浓度发生改变。
15、C第六章界面现象2、表面积增加,考虑到表面功,整个体系的吉布斯自由能增大,从而使体系不稳定更易发生反应。
4、接触角:在气、液、固三相接触的交界点A处,沿气液界面作切线AM,则AM与液固界面AN之间的角称为接触角。
完全润湿:0°;润湿:<90°;不润湿:>90°;完全不润湿:180°。
6、(1)向左;(2)向右7、小变小;大变大。
11、不变。
13、矿物质含量高,矿物质为非表面活性物质。
14、小液滴消失,大液滴变得更大。
17、亲水亲油平衡值。
18、保持土壤水分,锄地破坏毛细管,可防毛细管蒸发。
19、吸附:两相界面层中一种或多种组分的浓度与体相中浓度不同的现象。
物理吸附和化学吸附的比较见P275表6.3.1。
20、朗缪尔但分子层吸附的四个假设是:固体表面均匀、单分子层吸附、被吸附分子之间没有相互作用、吸附平衡为动态平衡。
第七章胶体化学1、P320表7.1.1。
2、制备溶胶:分散法和凝聚法;纯化溶胶:渗析法和超滤法。
6、丁达尔效应是由光散射现象引起,其强度与入射光波长四次方成反比;因为溶胶的分散相粒子粒径大于真溶液中分散相粒子,由瑞利散射公式可知其散射光强度更大。
7、空气可看作气溶胶,不同天气对应气溶胶分散相粒径不同,晴朗洁净的天空分散相粒径小,阴雨天粒径大,粒径小时我们看到的主要是散射光,蓝光散射强天空呈蓝色;阴雨天粒径大主要发生漫反射,看到白茫茫一片;日出日落光穿过厚的大气层透射过来,而红光透射能力强,所以能看到火红的朝霞和晚霞。
10、憎液溶胶的电动现象:电泳、电渗、沉降电势、流动电势12、电动电势:固液相间发生相对移动时,滑动面处与溶液本体间的电势差。
胶体界面现象问题答案修改版

•胶体界面现象问题答案1.为什么自然界中液滴、气泡总是圆形的为什么气泡比液滴更容易破裂?同样体积的水,以球形的表面积为最小,亦即在同样条件下,球形水滴其表面吉布斯自由能相对为最小。
气泡同理。
半径极小的气泡内的饱和蒸气压远小于外压,因此在外压的挤压下,小气泡更容易破裂。
2.毛细凝结现象为什么会产生?根据Kelvin公式RTln(pr/po)=2Vγ/r, 曲率半径极小的凹液面蒸气压降低,低于正常饱和蒸气压,即可以在孔性固体毛细孔中的凹液面上凝结。
因毛细管曲率半径极小,所以会产生毛细凝结现象。
3.天空为什么会下雨人工降雨依据什么原理向高空抛撒粉剂为什么能人工降雨天上的雨来自空中的云,空中的云其实就是水的气溶胶,它来自地面的水汽蒸发。
当水蒸气压大于水的饱和蒸汽压,云中水滴增大,达到一定程度,也就是不能被上升的气流顶托住的时候,水滴(冰滴、雪花)就会落到地面上,即是我们所见的雨、雹、雪。
•只有过饱和水蒸气的云才能实施人工增雨。
雾状小水滴的半径很小,根据开尔文公式,由于小水滴的饱和蒸气压p r*大于水的饱和蒸汽压,水滴难以长大,可以添加碘化银、干冰,增大粒径(干冰还降低温度),降低p r* ,使水滴凝结。
•实施人工隆雨时就是向空中撒入凝结核心,使最初的小水滴的曲率半径加大,这时小水滴的饱和蒸气压小于高空中的蒸气压,从而形成降雨。
4.为什么会产生液体过热现象加入沸石为什么能消除过热现象⏹液体中的小气泡,r <0, p r*<p*即液体的小气泡中的饱和蒸气压小于平面下的液体,且半径越小,泡内的蒸气压越小。
⏹当液体的水蒸气和外压相等时,水就到达沸点。
但沸腾时小气泡的形成是从无到有,从小到大。
最初形成的小气泡内的饱和蒸气压很小,在外压的压迫下很难形成,至使液体不易沸腾形成过热液体。
易发生暴沸现象. 加入沸石, 提供现成的小气泡.5.水在玻璃上能铺展,水银在玻璃上却形成液滴,为什么?由Young方程γsg-γsl=γlgcosΘ,Θ由γsg、γsl和γlg决定,对于指定的固体,液体表面张力越小,其在该固体上的Θ也越小。
《界面与胶体化学》本科课程习题解答

mg / 2rf 72.16 mN m 1 , CCl 4 26.69 mN m 1
(b) 不能用两式相除消去 f,因此并非仪器常数,而是与液体特性有关的校正值。
5. 在一边半径为 110-3 m,另一边半径为 110-2 m 的 U 形管中加入某种液体(20°C) ,两边毛细管 的液柱高度差h=1.910-2m。已知该液体的密度=950 kgm-3。求液体的表面张力,设该液体完全 润湿玻璃。 解: gh1 2 / r1 , gh2 2 / r2
4.
水的表面张力与温度关系为/mNm-1 = 75.64-0.14t/C,计算水在 298.16K 时的 GS、SS 与 HS。 解: G ( ) 75.64 0.14 ( 298.16 273.15) 72.14 (mN m 1 )
t ( ) 0.14 , S 0.14 T p t p T p T p
4.
25°C 时应用毛细管半径为 0.40mm 的滴重法仪器先后测定水和四氯化碳的表面张力,测得 20 滴 水重 0.3020g,30 滴 CCl4 重 0.1502g。 (a). 利用校正因子 f 计算表面张力; (b). 如用水先“校正”此仪器,并认为校正因子相同而消去,水的表面张力可取 72.14mNm-1, 用此法计算的 CCl4 表面张力值油多大误差?这个方法是否可行,试讨论之。 解:已知毛细管半径 r 0.040 cm ,其它有关数据为:
6L2/100。 (a) (b) 小立方体的面积比原立方体的面积小 6L2 /(6 L2 / 100) 100 倍; 小立方体的总面积为 1000 (6 L2 / 100) 60 L2 ,比原来大 10 倍。
胶体与界面化学

胶体与界面化学1. 为什么自然界中液滴、气泡总是圆形的?为什么气泡比液滴更容易破裂?答:假若液滴具有不规则的形状,则在表面上的不同部位,曲面弯曲方向及其曲率不同,所具有的的附加压力的方向和大小也不同,这种不平衡的力,必将迫使液滴呈现球形。
相同体积的物质,球形的表面积最小,则表面总的Gibbs自由能最低,所以变成球状最稳定。
半径非常小的气泡中的饱和蒸汽压比外界压力小得多,所以气泡更容易破裂。
2. 毛细现象为什么会产生?答:根据Kelvin公式:RTln(pr/po)=2Vγ/r,曲率半径极小的凹液面蒸汽压降低,低于饱和蒸汽压,即可以在孔性固体毛细孔中的凹液面凝结。
因毛细管曲率半径极小,因此会产生毛细现象。
3. “气塞”和“气蚀”现象为什么会存在?它的危害?答:在液压系统中,当流动液体某处的压力低于空气分离压时,原先溶解在液体中的空气就会游离出来,使液体产生大量的气泡,阻碍液体流动,这就是液压中的气塞现象气蚀是由于流体在高速流动与压力变化条件下,与流体接触的金属面上发生洞穴状腐蚀。
二者危害:产生振动和噪声,降低机械性能。
4. 天空为什么会下雨?人工降雨依据什么原理?向高空抛撒粉剂为什么能人工降雨?答:地面的水汽蒸发形成云,温度下降形成水滴。
云中的水滴凝结到一定程度(也就是不能被上升气流支撑的时候),就产生了降雨。
人工降雨的原理:通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播散催化剂(AgI)破坏原有的水汽胶性稳定状态,从而达到降雨目的。
向高空抛散粉剂是为了提供凝聚中心,使形成的雨滴初始曲率半径增大,则饱和蒸汽压降低,使得水汽可以很快凝聚在固体粒子周围形成雨滴落下,这就是人工降雨。
5. 为什么会产生液体过热现象?加入沸石为什么能消除过热现象?答:产生机理:1)液体正常沸腾时,不仅表面气化,液体内部也自动生成微小气泡。
然后小气泡逐渐长大并升至液面气化。
2)但是,由于附加压力的存在,最初生成的小气泡内部压力远小于其所承受的压力(包括外压P0、液体静压力ρgh、附加压力),小气泡不可能存在。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《胶体与表面化学》复习思考题一、凝胶1.什么是凝胶?有何特征(两个不同)?2.举例说明什么是弹性和非弹性凝胶?3.试述凝胶形成的基本条件?4.凝胶形成的方法有哪几种?5.凝胶的结构分为哪4种类型?6.溶胶≒凝胶转变时有哪些现象?7.要制备很浓的明胶溶液而又不使胶凝,应加入什么物质比较好?为什么?8.什么是凝胶的触变作用?简单叙述其机理?9.什么是负触变作用?绝大部分为什么体系?10.什么是离浆作用?为什么?11.什么是凝胶的有限膨胀和无限膨胀?其膨胀速度符合什么动力学特征?12.试述凝胶膨胀的两个阶段。
13.物质在凝胶中扩散速率减慢的原因是什么?14.试述凝胶色谱(GPC)技术的基本原理?15.试用Ostwald的过程和理论解释Liesegang环现象。
16.形成Liesegang环的必要条件是什么?17.目前高吸水性材料其吸水量约可达自身质量的多少倍?18.试述高吸水性凝胶的结构、组成和吸水性能的关系。
19.什么是高吸油性树脂?其吸油能力主要起源于什么作用力?20.高吸油树脂的吸油机理是什么?21.水凝胶中的水按作用力的强弱可分为哪4种状态?22.什么气凝胶?有哪些主要特点和用途?二、表面活性剂的洗涤作用1.如何评价洗涤剂性能的优劣2.简述液体污垢去除的过程3.油污完全去除的条件是什么?4.简述固体污垢去除机理。
5.影响洗涤作用的因素有哪些?哪些是主要因素?哪些是次要因素?为什么?6.助洗剂有哪些主要类型?在洗涤过程中起何作用?7.解释肥皂等洗涤剂在使用中出现皂垢和浴缸圈的原理。
如何改善?8.简述洗涤过程。
9.污垢分为哪几类?10.试分析污垢的粘附力。
11.分析阳离子SAA不作为洗涤剂的原因。
12.简述主要主洗剂的类型13.用作抗再沉积剂的羧甲基纤维酸钠有什么要求?14.重垢、轻垢洗衣粉配方各组分的作用及有关要求。
15.试述洗涤剂的发展趋势。
16.简述光学白度法测定去污力的过程。
17.SAA临界排列参数与自组排列有何关系?18.简述SAA调控自组对除油能力的经验规律。
19.简述干洗的原理20. 脂肪酶在洗涤剂中的主要作用是什么?21. 在洗涤剂中作为柔和剂的SAA主要是什么物质?22. 试分析钙皂的形成和钙皂分散剂的作用?23. 请分析美国轻垢洗涤剂的配方。
24.洗涤剂去污力如何测定?三、表面活性剂基本知识1.现代胶体化学研究的对象和内容;2.试述真溶液、胶体溶液、乳状液、微乳状液的粒度范围;3.高分子溶液为什么也纳入胶体体系一起讨论和学习?4.表面活性剂的化学结构及特点是什么?8.表面活性剂有哪些类型举例说明。
3.表面活性剂的水溶液的特点是什么?4.何谓表面活性?5 写出APG的结构式,并说明其特性以及在洗涤剂中的作用。
6.AOS、LAS、Span、Tween、AES等代号各表示什么物质?7.7.解释“Kraff”点和“浊点”的含义和规律。
8.什么是SAA的HLB值,有什么作用?四、乳状液1.什么是乳状液?一般分为哪几类?2.常用制备乳状液的分散手段有哪几种?对这些方法,你有何评价?3.什么是乳状液制备的转相乳化法?4.什么是乳状液制备的瞬间成皂法?5.分散时间和振荡方式对分散度有何影响?6.有一乳状液呈蓝白色的外观,你认为其液滴大小在何范围内?7.有一乳状液呈乳白色的外观,你认为其液滴大小在何范围内?8.有一乳状液呈透明的外观,你认为其液滴大小在何范围内?9.乳状液的电导的大小决定于外相还是内相?O/W型和W/O乳状液哪一种电导率大?10.有一乳状液滴入蒸馏水,立即散开,可能为何种乳状液?11.有一乳状液,加入亚甲蓝溶液,可在显微镜下观察有一个一个的蓝色的圆圈,可能为何种乳状液?12.乳化剂可使乳状液稳定的原因是什么?13.一般情况下乳状液的粘度由内相还是外相决定?14.乳状液的电导性能与乳状液的类型有何关系?15.试述油水界面复合膜对乳状液稳定性的影响?16.粘度、界面电荷、液滴大小如何影响乳状液的稳定性?17.固体粉末(如CaCO3和松香等)为什么可以作为乳化剂?CaCO3和松香可作为什么类型的乳状液的乳化剂?18.不同类型乳状液的乳化剂,要求表面活性剂的HLB值在何范围?19.试述微乳状液的混合膜模型理论。
20.试述乳化剂选择的HLB法。
21.T HLB可帮助选择合适的非离子表面活性剂作乳化剂其一般的要求是什么?22.试述破乳的常用方法?23.原油是什么乳状液?乳化剂大致为什么物质?破乳常用什么方法?24.原油破乳剂有何特点?目前常用的物质是什么?25.微乳状液是怎样一种体系?分为哪3种结构类型?26.什么叫微乳状液制备的盐度扫描法?常见的体系有哪3种状态?27.微乳状液与乳状液性质主要有哪些异同?28.什么是微乳状液组分匹配的碳链数相关性?29.试述工业污水中脱Cr3+和脱苯酚的液膜分离?五、纳米粒子的制备及性质1.什么是纳米粒子?纳米薄层?纳米块体?在1-100nm大小范围内的粒子,称为纳米粒子。
纳米薄层:此薄膜在空间有两维可以任意延伸,但厚度均限定在纳米尺度内,所以也称二维纳米材料。
如蒙脱土的层片状结构。
纳米块体:是指纳米微粒经高压形成的三维凝聚体或块状材料(包括介孔材料),如纳米陶瓷材料。
2.什么是纳米微粒的四大效应和特性?A、四大效应(1)表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。
(2)量子尺寸效应当粒子尺寸降低到某一值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续变为分立能级和纳米半导体微粒的能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。
(3)小尺寸效应当纳米粒子尺寸与德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,对于晶体其周期性的边界条件将被破坏,对于非晶态纳米粒子其表面层附近原子密度减小,这些都会导致电、磁、光、声、热力学等性质的变化,这称为小尺寸效应。
(4)宏观量子隧道效应微观粒子具有穿越势垒的能力称为隧道效应。
B、特性(1)比表面积大是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。
而粒径在1nm时,几乎全部原子集中在粒子的表面。
(2)易形成团聚体由于纳米粒子的表面能很大,粒子间易形成团聚体,这给粉体的收集带来困难。
为此经常采用分散在溶液中进行收集,或对其进行表面有机化改性以降低表面能。
(3)熔点低金属纳米粒子的熔点随粒径减小而下降。
例如块状Au的熔点为1064 °C,若粒径降至2-5 nm,则熔点为300℃左右(4)磁性强铁系合金的纳米粒子的磁性比其块状的强得多。
(5)光吸收强大块金属由于对可见光的反射和吸收能力不同而具有不同颜色的光泽(如金银颜色不同)。
但金属纳米粒子对可见光反射率低、吸收率强,故几乎呈黑色。
但对电磁波的吸收性能极强,是隐形技术的突破(6)热导性能好纳米粒子在低温或超低温度下几乎没有热阻3.化学实验室常用的哪几种方法合成纳米粒子和材料?试述溶胶-凝胶法的原理和方法?近来有人认为将纳米粒子的制备方法分为气相法、液相法和固相法是科学的液相反应法——溶胶-凝胶法:基本原理是:将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶,然后使溶质聚合凝胶化,再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分,最后得到无机纳米材料。
4.TiO2纳米粒子如何制备?有哪些主要应用?制备方法:以溶胶一凝胶法研究得最多。
将无水乙醇总体积的1/2与钛酸丁酯充分混合,制成原液,再将余下的乙醇与水及盐酸混合配成滴加溶液,在室温下将此酸液缓慢滴人原液中,并连续搅拌30min,再超声波分散20min,形成溶胶(钛酸丁酯的乙醇溶胶),自然冷却成凝胶。
烘干后,在不同温度下热处理3h,即得不同粒度的纳米TiO2。
b.纳米TiO2的性能和用途:1、高效光催化剂:利用其光催化性能可降解大多数有机物。
2、可与细菌内的有机物反应(生成CO2和H2O等),从而具有杀菌功能,若将其分散到涂料中则可制成抗菌涂料。
3、防晒剂对紫外线(波长200-350nm)有很强的吸收能力,若将其加人到丙烯酸涂料中,加人量仅为0.5%左右便能使此涂料的紫外线透过率显著降低。
因此,它是很好的紫外线防护材料。
它不仅可用于制作防紫外线遮阳伞,还广泛应用于化妆品中作防晒剂。
4、吸波材料由于纳米TiO2具有吸收雷达波并使其散射衰减的性能,故可制作吸波材料,是“隐形技术”中的重要材料。
这在国防建设中具有重大意义。
5、角度异色剂由于纳米TiO2能让波长较长的光透过,故将其与闪光的铝粉或云母珠光颜料并用于涂料或汽车面漆中,则在光照区呈金黄色,在侧光区反射蓝色乳光,从而产生随着角度异色效应,呈现丰富的颜色变化5.什么是纳米复合材料?(1)纳米复合材料的定义通常所说的复合材料是由两种或两种以上物理性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
其中一相为连续相,称为基体;另一相为分散相,它以独立的相态分散在整个基体中,分散相可以是颗粒状、纤维状或是弥散的填料。
据此可以理解:纳米复合材料可以是由两种或两种以上的不同材料的纳米粒子复合而成的,也可以是复合材料中的分散相至少有一维在纳米尺度范围内(< l00nm),亦可称为纳米复合材料6.纳米CaCO3的什么用途?b、纳米CaCO3的用途纳米CaCO3是20世纪80年代发展起来的一种新型纳米材料。
它广泛用于橡塑、纸张、涂料、高档油墨、牙膏等工业领域。
1、将其填充于橡塑材料中不仅能使制品表面光艳,而且由于补强性能好,还可使制品的力学性能大为提高。
2、在高档油墨和涂料中具有良好的光泽和亮度;3、在造纸工业中,能有效地提高纸的白度和不透明度,改善纸的使用质量;4、纳米CaC03用做填料制备的塑料制品易于生物降解,在国外已有应用。