胶体化学第1章 胶体与表面化学
胶体与表面化学
胶体与表面化学胶体是一种由分子间短距离相互作用形成的悬浮系统，涉及分子、原子、基团、团聚体和结晶体的共存交互作用，它的基本特征是粒子的形状和构型的多样性。
胶体与表面化学学科紧密相关，涉及胶体系统中的复合和表面性质，以及其中物理和化学因素对表面性质和复合性质的影响。
表面化学是一门重要的学科，既涉及结构、性质和反应，也涉及物质表面的形成和变化。
物质的表面是其与外部环境的接触界面，表面化学的演化及其变化会飞溅到它与外部环境的互动中，从而带来外部环境的改变。
物质的表面化学可以根据其不同的表面性质来划分，主要包括润湿性、疏水性、亲水性、多层性等性质，可以将这些表面性质用于液体-固体界面物理及化学反应，特别是表面吸附、表面活性剂以及表面改性。
胶体系统中的表面是由胶体分子组成的，它们分为溶液表面和固体表面两种，它们之间具有许多不同的性质。
研究胶体表面的最佳方法是观察固态表面，它以典型的凹凸形式呈现，可以表示胶体分子的空间构型，以及胶体分子的动态行为。
此外，研究表面也可以利用物理表面分析技术，例如扫描电镜，光学显微镜，透射电子显微镜，等离子质谱，X射线表征，原子力显微镜，等工具，来进行表面分析，从而更好地理解表面介质。
表面特性是决定胶体系统性能的重要因素，研究胶体表面特性，可以更深入地理解胶体的物理和化学性质，促进胶体的发展。
比如研究胶体的性质，表明表面张力与胶体系统的智能性能有着紧密的关系，也可以更好地控制胶体系统的可靠性。
具备表面阴离子亲水性及不同层次结构，以及结合胶体分子自组装及激发态动力学等特性，能够极大地增强胶体系统的稳定性。
胶体和表面化学共同发展，研究表面与胶体之间的关系，有助于开发高性能的胶体材料，提高有机胶体的稳定性，发展新型表面活性剂，消除环境污染、维护整个生态系统的平衡。
胶体与表面化学把这些性质有机地结合在一起，使物质具有独特的物理和化学性质，从而创造出新的应用领域。
总的来说，胶体与表面化学是相互补充的，这两个领域紧密联系，胶体系统中的复合性质和表面性质，以及它们之间的化学和物理因素，都可以使胶体科学得以进一步发展，它们是促进物质改变和发展的关键因素，为各种胶体产品的应用创造性地提供有益的信息。
胶体与表面化学复习资料(东北石油大学)
第一章绪论1.相：体系中物理化学性质完全相同的均匀部分；2.界面：相与相之间的交界面；3.表面：一相为气相的界面；4.比表面：单位体积或重量的物质所具有的总表面积；5.胶体化学：研究胶体体系的科学；6.表面化学：研究发生在物质表面或界面上的物理化学现象的一门学科；7.胶体：粒子大小1~100nm，热力学不稳定，动力学稳定，扩散速度慢，不发生渗析，能通过滤纸，在超显微镜下可见；8.胶体分类：按分散介质可分为“气、液、固溶胶”。
第二章胶体的制备1.胶体制备的一般条件：①分散相在介质中的溶解度必须极小，反应物浓度很稀，生成难溶物晶体颗粒很小，不具备长大条件；②必须有稳定剂存在；2.胶体制备方法：（一）分散法①机械分散法：适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性物质必须先硬化再粉碎。
②电分散法：将金属做成两个电极，浸在水中，盛水的盘子放在冷浴中。
在水中加入少量氢氧化钠做稳定剂。
制备时在两电极上施加100V左右的直流电，调节电极间距离，使之发出电火花，这时表面金属蒸发，是分散过程，接着金属蒸汽立即被水冷却而凝聚成凝胶。
③超声波分散法：将分散相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管中，样品管固定在变压器油浴中。
在两电极上通入高频电流，使电极中间的石英片发生机械震荡，使样品管中的两个液相均匀地混合成乳状液。
④溶胶分散法：新生成的沉淀中加入电解质或改变体系温度而形成溶胶体系。
（二）凝聚法：用物理方法或化学反应使分子、离子狙击成胶体粒子的方法。
（1）物理凝聚：将蒸汽状态或溶解状态的物质凝聚成胶体状态的方法。
①蒸汽骤冷法；②更换溶剂法；（2）化学凝聚：通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态。
使初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在的条件下形成溶胶。
3.溶胶的净化方法（一）粗粒子：过滤、沉降、离心；（二）电解质：渗析、电渗析、超过滤、渗透与反渗透4.单分散溶胶定义：溶胶粒子的尺寸、形状、结构都相同的溶胶体系；5.单分散溶胶制备理论（LaMer）控制溶质的过饱和浓度，使之略高于成核浓度，爆发式成核。
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（2）Rayleigh 散射定律
I
I0
24 3cV 2 4
(Leabharlann n22 n12 n12 2n22
)2
c 为单位体积中质点数，v 为单个粒子的体积（其线
性大小应远小于入射光波长）， 为入射光波长，
n1、n2 分别为分散介质和分散相的折射率
①散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入射光波长愈短，散射愈显著。 所以可见光中，蓝、紫色光散射作用强。②分散相与分散介质的折射率相差愈 显著，则散射作用亦愈显著。若 n1=n2 则无散射现象③散射光强度与单位体积 中的粒子数成正比。④散射光强度与粒子体积的平方成正比。在低分子溶液中， 散射光极弱，因此利用丁道尔现象可以鉴别溶胶和真溶液。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线0产中不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资22负料，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置23试时23卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看2度并55工且22作尽2下可护1都能关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编5试技写、卷术重电保交要气护底设设装。备备4置管高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并3技试资件且、术卷料拒管中试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
胶体表面与化学PPT课件
动态润湿法
通过测量液体在固体表面的动态接触线移动 速度，评估表面的润湿性。
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CATALOGUE
胶体表面化学未来展望
新材料开发
高性能材料
利用胶体表面化学技术，开发具有优异性能的新材料，如高强度 、高韧性、耐高温、耐腐蚀等。
功能材料
探索具有特殊功能的材料，如光电转换、传感、催化等，以满足不 同领域的需求。
通过红外光谱、核磁共振等技术手段鉴别 表面活性剂的类型。
表面活性剂浓度测定
表面活性剂界面行为研究
利用滴定法、分光光度法等方法测定表面 活性剂浓度。
利用显微镜、光谱等技术手段研究表面活 性剂在界面上的行为。
表面吸附研究方法
等温吸附法
在恒温条件下，研究物质在表面的吸附量与浓度之间的关系。
吸附动力学法
研究物质在表面的吸附速率和吸附机理。
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胶体表面化学应用
石油工业
石油开采
利用胶体表面化学原理， 通过改变钻井液的流变性 、稳定性等性质，提高石 油开采效率。
油气分离
利用胶体表面化学原理， 通过改变油水乳液的稳定 性、界面张力等性质，实 现油气高效分离。
石油运输
利用胶体表面化学原理， 通过改变油品的流变性、 粘度等性质，提高石油运 输效率。
X射线光电子能谱法
利用X射线光电子能谱技术测定表面吸附物的组成和结构。
原子力显微镜法
利用原子力显微镜技术观察表面吸附物的形貌和分布。
表面润湿性研究方法
接触角法
通过测量液体在固体表面的接触角大小，评 估表面的润湿性。
滑移长度法
测量液体在固体表面滑动时的滑移长度，评 估表面的润湿性。
滴液法
胶体与表面面化学
一、溶胶的胶团结构：1胶粒的结构比较复杂，首先有一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心称为胶核2胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密的吸附层，由于正负电荷相吸，在紧密层外形成反号离子包围层，从而形成了带有紧密层相同电荷的胶粒3胶粒与扩散层中反号离子形成一个胶团。
二、双电层理论：当固体与液体接触时，可以是固体从溶液中选择性吸附某种离子，也可以是固体分子本身发生电离作用而使离子进入溶液，以致使固液两相分别带有不同符号的电荷，在界面上形成了双电层的结构。
1平板型模型2扩散双电层模型3stem模型。
三、溶胶的聚沉：溶胶的稳定具有条件的，一旦稳定条件被破坏，溶胶中的粒子就合并，长大，最后从介质中沉出。
影响因素：电解质、加热、辐射、溶胶本身。
聚沉值：能引起某一溶胶发生明显聚沉所需加电解质的最小浓度。
四、胶凝：一定浓度的溶胶或大分子化合物的真溶液在放置过程中自动形成胶凝的过程。
性质：1所有新形成的凝胶都含有大量液体，95%以上2凝胶有一定几何外形。
显示出固定的力学性质3由固液两相组成，具有液体的某些性质，不仅分散相是连续的，分散介质也连续。
分类：1弹性凝胶（明胶、琼脂）2非弹性（SiO2、TiO2、V2O5、Fe2O3）。
形成条件：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自由行动，而是构成骨架，通过整个溶液形成连续的网状结构。
形成方法：1改变温度2转化溶剂3加入电解质4化学反应。
不溶物形成凝胶的条件：1在产生不溶物的同时生成大量小晶粒2晶粒的形状以不对称为好，有利于搭成骨架。
五、膨胀：凝胶在液体或蒸汽中吸收液体和蒸汽使自身体积或重量增加的现象。
机理：一阶段：溶剂化层：溶剂分子很快出入凝胶中，与凝胶分子相互作用形成溶剂化层。
特征：1液体蒸汽压很低2体积收缩3热效应4熵值降低。
二阶段：溶剂分子的渗透和吸收。
六、硅酸铝凝胶制备（共沉淀法）：酸性硫酸铝溶液+水玻璃溶液——硅铝溶胶—硅铝凝胶小球—老化—铝盐活化a—水洗—表面活性剂浸渍b—干燥—烘焙。
胶体与表面化学第一章绪论
有序组合体
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第四节
胶体与表面化学的发展
胶体与表面化学是一门应用性极强的学 科。近百年来，它的发展同步于工农业生产 的发展，有些方面甚至是超前的，究其原因 有二：一是整体自然科学水平的提高，带动 胶体与表面化学素质增幅： (1)前期物理与化学理论解决胶体与表画化 学中的基本理论问题。如用量子化学研究吸 附与催化、用分形理论研究胶粒形貌、用统 计力学研究高分子等；
4
5
胶体体系是多种多样的。胶体是物质 存在的一种特殊状态，而不是一种特殊的 物质，不是物质的本性。
由于胶体体系首先是以分散相颗粒有一定 的大小为其特征的，故胶粒本身与分散介质 之间必有一明显的物理分界面。这意味着胶 体体系必然是两相或多相的不均匀分散体系。
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另外有一大类物质(如纤维素、蛋白质、橡胶 以及许多合成高聚物)在适当的溶剂中溶解虽可形 成真溶液，但它们的分子量很大(常在一万或几十 万以上，故称为高分子物质)，因此表现在许多性 质(如溶液的依数性、粘度、电导等)上与低分子真 溶液有所不同，而在某些方面(例如分子大小)却有 类似于胶体的性质，所以在历史上高分子溶液一直 被纳入胶体化学进行讨论。近30多年来，由于科 学迅速地发展。 它实际上已成为一个新的科学分支 高分子物理化学 一般不再过多地讨论这方 面的内容。 7
形成、破坏以及它们的物理化学性质等问题， 所以都是胶体化学研究的对象。
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胶体化学和许多科学领域、国民经济的各 个部门以及日常生活都密切相关。如下列举了 一些涉及胶体和表面化学的实例：
(1)分析化学中的吸附指示剂、离子交换、 沉淀物的可滤性、色谱等；(2)物理化学中 的成核作用、过饱和及液晶等；
(3)生物化学和分子生物学中的电泳、膜现象、 蛋白质和核酸等；(4)化学制造中的催化剂、洗 涤剂、润滑剂、粘合剂等；
胶体与表面化学课程大纲及重点
胶体与表面化学第一章绪论（2学时）1.1胶体的概念什么是胶体，胶体的分类1.2胶体化学发展简史1.3胶体化学的研究对象表面现象，疏液胶体，缔合胶体，高分子溶液。
重点：胶体、分散系统、分散相、分散介质的概念。
难点：胶体与表面化学在矿物加工工程中的作用及意义。
教学方法建议：启发式教学，引导学生对胶体及表面化学的兴趣。
第二章胶体与纳米材料制备（4学时）2.1胶体的制备胶体制备的条件和方法，凝聚法原理。
2.2胶体的净化渗析、渗透和反渗透。
2.3单分散溶胶单分散溶胶的定义及制备方法。
2.4胶体晶体胶体晶体的定义及制备方法2.5纳米粒子的制备什么是纳米材料，纳米粒子的特性及制备方法重点：胶体的制备、溶胶的净化、胶体晶体的制备。
难点：胶体制备机理。
教学方法建议：用多媒体教学，注重理论联系实际。
第三章胶体系统的基本性质（8学时）3.1溶胶的运动性质扩散、布朗运动、沉降、渗透压和Donnan平衡。
3.2溶胶的光学性质丁道尔效应和溶胶的颜色。
3.3溶胶的电学性质电动现象、双电层结构模型和电动电势（。
电势）3.4溶胶系统的流变性质剪切速度越切应力，牛顿公式，层流与湍流，稀胶体溶液的黏度。
3.5胶体的稳定性溶胶的稳定性、DLVO理论、溶胶的聚沉、高聚物稳定胶体体系理论。
3.6显微镜及其对胶体粒子大小和形状的测定显微镜的类型及基本作用重点：沉降、渗透压、电泳、电渗、。
电势的计算、双电层结构模型、DLVO理论、溶胶的聚沉。
难点：双电层结构模型。
教学方法建议：多媒体教学和板书教学相结合。
第四章表面张力、毛细作用与润湿作用（6学时）4.1表面张力和表面能净吸力和表面张力的概念、影响表面张力的因素、液体表面张力和固体表面张力的测定方法。
4.2液-液界面张力Anntonff规则、Good-Girifalco公式、Fowkes理论和液-液界面张力的测定。
4.3毛细作用与Laplace公式和Kelvin公式毛细作用，Laplace公式和Kelvin公式的应用，曲界面两侧的压力差及与曲率半径的关系，毛细管上升或下降现象，弯曲液面上的饱和蒸气压。
胶体与表面化学讲义第一章 基本概念
《胶体与界面化学》讲义第一章基本概念第一节胶体与表面一、胶体与胶体分散体系•目前科学地将颗粒大小在10-6～10-9m这样的物质（不管其聚集状态是气态、液态还是固态）称为胶体。
•胶体与其分散在其中的介质组成分散体系，介质可以是气、液和固体并与胶体颗粒间存在相界面，因此它还是高分散的多相的分散体系。
•胶体分散体系一般是两个组分以上的多组分体系，不过也存在极为罕见的单组分胶体分散体系，这类分散体系是液体，但由于分子的热运动而出现的涨落现象，一些分子会在液态内部聚集成较大的聚集体，这种分散体系称为类胶体（iso-colloid）分散体系。
聚合物或大分子量物质•聚合物或大分子量物质过去也称之为胶体分散体系的物质。
•如蛋白质，纤维素以及各种天然的和人工合成的聚合物，其尺寸也在胶体范围、并具有胶体的某些性质，比如慢扩散性，不透过半透膜，电泳行为等。
•因此过去也把它们作为胶体与表面化学的讲解内容。
但由于其迅速的发展，形成一个庞大的大分子家族，而成为一个独立学科去研究，不过它的某些理论和研究方法确系胶体的理论和研究方法。
二、表面和界面•表面（surface）：是指凝聚相与真空，空气或其蒸气间的交界•界面（interface）：是指凝聚相与其他相间的交界面。
•水的表面张力是水的表面（与空气或蒸汽的交界面）上的表面张力，约为72.8×10-3N/m；水和苯间界面张力为35×10-3N/m；水与汞间界面张力为375×10-3N/m。
•由此可见，界面张力值决定于相邻相的物质。
相边界上“面”的含义•这里所说的“面”是指相边界上的化学概念上的而非数学概念上的面。
数学面只有面积而无厚度，而化学面是有一定厚度的，起码有几个分子大小的厚度。
数学面所示在面上相的性质（如密度、浓度等）发生突变是不可思议的，而化学面中相的性质逐渐变化才是可理解的。
但在描述它时，由于其厚度值与两相本体尺寸比较可忽略不计近似为零。
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2-9章，每章内容约12%；
2. 平时成绩（5次作业），20%
点名两次，缺课一次扣2分；
物质的尺度大小 (Sizes of Objects)
胶体与界面化学的研究内容
宏观物质 物理 亚微观结构 分 子 原 子 基本粒子 物理
胶体
化学
胶体与界面化学主要是研究胶体分散体系和界面现象的
2.3 胶体体系
• 气、固、液三相除气－气外，形成8种胶体体系
分散介质 气 气 液 液 液 固 固 固 分散相 液 固 气 液 固 气 液 固 状态 云雾 烟，高空灰尘 泡沫 乳状液 墨汁、金溶胶 泡沫塑料、 水凝胶（超强吸水剂） 合金、宝石
2.4 分 类 气体 • 气溶胶 分散介质
• 液溶胶 液体 • 水溶胶
表 面 原 子 数 相 对 总 原 子 数
100 80
比 例 60 （ 40 ） 20
0 0 10 20 30 40 50
%
例如，把边长为1cm的水立方体1cm3逐渐分割成小立 方体时，比表面和表面自由能增长情况列于下表：
边长l/m 1×10-2 1×10-3 1×10-5 1×10-7 1×10-9 立方体数 1 103 109 1015 1021 比表面Av/（m2/m3）0度表面自由能/J 6 ×102 4.54×10-5 6 ×103 4.54×10-4 6 ×105 4.54×10-2 6 ×107 4.54 6 ×109 454
热力学稳定的均相体系，能透过半透 膜，在超显微镜下不可见
2.2、特 点
（1）特有的分散程度 粒子的大小在10-9~10-7 m之间，因而扩散较慢，不能透 过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性 和乳光现象。 （2）多相不均匀性 具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构 复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小 不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。 （3）热力学不稳定性 因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳 定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚 结成大粒子。
固体 • 固溶胶
气溶胶
• 将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散
相为固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶， 但没有气-气溶胶，因为不同的气体混合后是 单相均一体系，不属于胶体范围. • A. 气-固溶胶 • B. 气-液溶胶 如 :烟，含尘的空气 如 :雾，云
液溶胶
• 将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散 相为不同状态时，则形成不同的液溶胶： • A.液-固溶胶 • B.液-液溶胶 如油漆，AgI溶胶 如牛奶，石油原油等乳状液
3. 胶体和表面化学的发展史
界面化学是一门既古老又年轻的科学，它是研究界面的物理 化学规律及体相与表相的相互影响关系的一门学科。历史上 对界面现象的研究是从力学开始的，早在十九世纪初就形成 了界面张力的概念。而最早提出界面张力概念的是T.Young， 他在1805年指出，体系中两个相接触的均匀流体，从力学的 观点看就象是被一张无限薄的弹性膜所分开，界面张力则存 在于这一弹性膜中。杨还将界面张力概念推广应用于有固体 的体系，导出了联系气—液、固—液、固—气界面张力与接 触角关系的杨氏方程。
2018/7/26
事实。现今我们所用的一些名词，如溶胶（sol）、凝胶 （gel）、胶溶（peptization）、渗析（dialysis）、离浆 （syneresis）都是Graham提出的。尽管在这一时期积累 了大量的经验和知识，但胶体化学真正为人们所重视并 获得较大的发展是从1903年开始的。这时 Zsigmondy （德）发明了超显微镜，肯定了溶胶的一个根本问题— —体系的多相性，从而明确了胶体化学是界面化学。 1907年，德国化学家Ostwald创办了第一个胶体化学的专 门刊物——《胶体化学和工业杂志》，因而许多人把这 一年视为胶体化学正式成为一门独立学科的一年。接着 Freundlich和Zsigmondy先后出版了他们的名著《毛细管 化学》（1909）和《胶体化学》（1902）。近几十年来，
Hoffman 教授
DFT (Density Function Theory)
用分形理论 (Fractal) 研究胶粒外貌 （美籍法国科学家Mandelbrot ） 用统计力学研究高分子等。（ 分子动力学 ）
Effects of Ti-supported Au particle size on the activity for CO oxidation.
2018/7/26
•由于实验技术的不断发展（像超离心机、 光散色、X射线、多种电子显微镜、红外 线以及各种能谱等的应用），又使胶体和 表面化学在微观研究中跃进了一大步。
2018/7/26
一 、基础理论和近代仪器水平的提高
1：量子化学研究吸附与催化 : EHMO（Extended Huckel Molecular Orbital）
K .E. hv B.E.
Al K = 1486.6 eV; Mg K = 1253.6 eV Gold XPS wide scan spectrum
Photoelectron Peaks Binding Energies
4s 763
4p1/2 643
4p3/2 547
4d3/2 353
2018/7/26
在1913—1942年期间，美国科学家Langmuir在界面科学领域做 出了杰出的贡献，特别是对吸附、单分子膜的研究尤为突出。 他于1932年获诺贝尔奖，被誉为界面化学的开拓者。 界面化学的统计力学研究是从范德华开始的。1893年，范德 华认识到在界面层中密度实际上是连续变化的。他应用了局部 自由能密度的概念，结合范德华方程，并引入半经验修正，从 理论上研究了决定于分子间力的状态方程参数与界面张力间的 关系。50年代以后，界面现象的统计力学研究经过勃夫 （F.Buff）、寇克伍德（Kirkwood）、哈拉西玛（Harasima） 等的研究工作，取得了实质性的进展。
课程的内容和安排
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 绪论 胶体的制备和性质 表面张力、毛细与润湿作用 表面活性剂溶液 乳状液 吸附作用与吸附剂 常用吸附剂结构与性能 凝胶、气凝胶 （约1课时） （约7课时） （约4课时） （约6课时） （约4课时） （约4课时） （约2课时） （约4课时）
考试内容和成绩计算
• C.液-气溶胶
如泡沫
固 溶 胶
• 将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相
为不同状态时，则形成不同的固溶胶：
• A. 固-固溶胶
合金 • B. 固-液溶胶 • C. 固-气溶胶
如:有色玻璃，不完全互溶的
如:珍珠，某些宝石 如:泡沫塑料，沸石分子筛
说明
（1）胶体是物质存在的一种状态，不是一种特 殊的物质。
2018/7/26
同界面化学一样，胶体化学也是一门古老而又年轻的科学。 有史以前，我们的祖先就会制造陶器；汉朝已能利用纤维造 纸；后汉时又发明了墨；其他像做豆腐、面食以及药物的制 剂等等在我国都有悠久的历史，这些成品及其制作过程都与 胶体化学密切相关。1809年，俄国化学家Scheele发现了土粒 的电泳现象；1829年英国植物学家Brown观察到花粉的布朗 运动。次后，许多人相继制备了各种溶胶，并研究了它们的 性质。 胶体化学作为一门学科来说，它的历史比较一致的看法 是从1861年开始的，创始人是英国科学家Thomas Graham， 他系统研究过许多物质的扩散速度，并首先提出晶体和胶体 （colloid）的概念，制定了许多名词用来形容他所发现的
1、溶液 2、溶胶 3、浊液
2. 胶体的定义和特征
• 1、定义： 分散相粒子半径在1 -100 nm乃 至1um的分散体系。
名称
粗分散 体系 胶体 分子分散 体系 粒子大小 特性
大于0.1微 热力学不稳定，动力学也不稳定，不 米 扩散，不渗析，在显微镜下可见
10-9m～ 10-7m
<10-9m
热力学不稳定，但动力学稳定，扩散 慢，不渗析，能通过滤纸，在超显微 镜下可见
二、工农业的发展对胶体和表面化学的新需求
例如 :纳米催化、纳米组装、纳米电子器件、超
分形理论：
大家知道，普通的几何对象是整数维数，点 是零维，线是一维，面是二维，立方体是三维。
但是，也有另一类的几何对象——分形，它
不具有整数维数。而是分维（Fractal dimension）
记为D，分维是描述分形定量参数。
2：利用近代仪器研究表面化学
例如: TEM (Transmission Electron Microscope)（0.3 ~0.5 nm） SEM (Scanning Electron Microscope)（6~10 nm） STM（Scanning Tunneling Microscopy) (平行和垂直方向分 辨率：为0.1 nm、0.2 nm）、 AFM (Atomic Force Microscopy) 来研究胶粒之间相互作用、 粒径大小、表面分子的形态和空间分布情况。 LEED (Low Energy Electron Diffraction)、 ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)（XPS、 XAES） AES (Auger Electron Spectroscopy)
一门科学，是物理化学的重要分支。既要研究胶体化学
的问题，有必然涉及表面化学的问题，两者相互联系、 相辅相成。
1.1 分散系统 1.2 胶体
1.3表面与表面自由能
1.1 分散系
将一种物质以粒子状态分散在另一种物质中的系 统称为分散系。
CuSO4
火山灰
牛奶
ห้องสมุดไป่ตู้
根据物质分散的状态和尺寸大小不同， 分散系又大致分为：
4d5/2 335
5s 110