溶膠的制備PPT課件

1、 制備溶膠必須使分散相粒子的大小落在膠體分散體系的范圍之內(nèi)，并加入制備溶膠必須使分散相粒子的大小落在膠體分散體系的范圍之內(nèi)，并加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑。制備方法大致可分為兩類：適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑。制備方法大致可分為兩類： （1 1）分散法分散法 用機(jī)械、化學(xué)等方法使固體的粒子變小。用機(jī)械、化學(xué)等方法使固體的粒子變小。 （2 2）凝聚法凝聚法 使分子或離子聚結(jié)成膠粒使分子或離子聚結(jié)成膠粒第1頁/共25頁用這兩種方法直接制出的粒子稱為用這兩種方法直接制出的粒子稱為原級粒子。原級粒子。 視具體制備條件不同，這些粒子又可以聚集成較大的視具體制備條件不同，這些粒子又可以聚集成較大的次級粒子次級粒子。 通常所制備的溶膠

2、中粒子的大小不是均一的，是一個通常所制備的溶膠中粒子的大小不是均一的，是一個多級分散體多級分散體系系。第2頁/共25頁1 1. .研磨法研磨法 用機(jī)械粉碎的方法將固體磨細(xì)。用機(jī)械粉碎的方法將固體磨細(xì)。 這種方法適用于脆而易碎的物質(zhì)，對于柔韌性的物質(zhì)必須先硬化后再粉這種方法適用于脆而易碎的物質(zhì)，對于柔韌性的物質(zhì)必須先硬化后再粉碎。例如，將廢輪胎粉碎，先用液氮處理，硬化后再研磨。碎。例如，將廢輪胎粉碎，先用液氮處理，硬化后再研磨。 膠體磨的形式很多，其分散能力因構(gòu)造和轉(zhuǎn)速的不同而不同。膠體磨的形式很多，其分散能力因構(gòu)造和轉(zhuǎn)速的不同而不同。第3頁/共25頁盤式膠體磨盤式膠體磨第4頁/共25頁轉(zhuǎn)速約每

3、分鐘轉(zhuǎn)速約每分鐘1萬萬 2萬轉(zhuǎn)。萬轉(zhuǎn)。 A為空心轉(zhuǎn)軸，與為空心轉(zhuǎn)軸，與C盤相連，向一個方向旋轉(zhuǎn)，盤相連，向一個方向旋轉(zhuǎn)，B盤向另一方向旋轉(zhuǎn)。盤向另一方向旋轉(zhuǎn)。 分散相、分散介質(zhì)和穩(wěn)定劑從空心軸分散相、分散介質(zhì)和穩(wěn)定劑從空心軸A A處加入，處加入，從從C盤與盤與B盤的狹縫中飛出，用兩盤之間的應(yīng)切力將盤的狹縫中飛出，用兩盤之間的應(yīng)切力將固體粉碎，可得固體粉碎，可得1000 nm左右的粒子。左右的粒子。 第5頁/共25頁 2 2 膠溶法膠溶法又稱又稱解膠法解膠法，僅僅是將新鮮的凝聚膠粒重新分散在介質(zhì)中形成溶膠，僅僅是將新鮮的凝聚膠粒重新分散在介質(zhì)中形成溶膠，并加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑。并加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑。

4、這種穩(wěn)定劑又稱這種穩(wěn)定劑又稱膠溶劑膠溶劑。根據(jù)膠核所能吸附的離子而選用合適的電解質(zhì)作膠。根據(jù)膠核所能吸附的離子而選用合適的電解質(zhì)作膠溶劑。溶劑。 這種方法一般用在化學(xué)凝聚法制溶膠時，為了將多余的電解質(zhì)離子去掉，先這種方法一般用在化學(xué)凝聚法制溶膠時，為了將多余的電解質(zhì)離子去掉，先將膠粒過濾，洗滌，然后盡快分散在含有膠溶劑的介質(zhì)中，形成溶膠。將膠粒過濾，洗滌，然后盡快分散在含有膠溶劑的介質(zhì)中，形成溶膠。 第6頁/共25頁例如：例如：AgCl (新鮮沉淀）新鮮沉淀） AgCl(溶膠）溶膠）AgNOKCl3加或 Fe(OH)3（新鮮沉淀）（新鮮沉淀） Fe(OH)3 ( (溶膠）溶膠）3FeCl加第7

5、頁/共25頁 3 3. .超聲分散法超聲分散法 這種方法目前只用來制備乳狀液。這種方法目前只用來制備乳狀液。 如圖所示，將分散相和分散介質(zhì)兩種不混如圖所示，將分散相和分散介質(zhì)兩種不混溶的液體放在樣品管溶的液體放在樣品管4 4中。樣品管固定在變壓器油中。樣品管固定在變壓器油浴中。浴中。 在兩個電極上通入高頻電流，使電極中在兩個電極上通入高頻電流，使電極中間的石英片發(fā)生機(jī)械振蕩，使管中的兩個液相間的石英片發(fā)生機(jī)械振蕩，使管中的兩個液相均勻地混合成乳狀液。均勻地混合成乳狀液。 第8頁/共25頁4 4. .電弧法電弧法第9頁/共25頁 1 1. .化學(xué)凝聚法化學(xué)凝聚法 通過各種化學(xué)反應(yīng)使生成物呈過飽和

6、狀態(tài)，使初生成的難溶物微粒結(jié)合成通過各種化學(xué)反應(yīng)使生成物呈過飽和狀態(tài)，使初生成的難溶物微粒結(jié)合成膠粒，在少量穩(wěn)定劑存在下形成溶膠，這種穩(wěn)定劑一般是某一過量的反應(yīng)物。膠粒，在少量穩(wěn)定劑存在下形成溶膠，這種穩(wěn)定劑一般是某一過量的反應(yīng)物。例如：例如：A. .復(fù)分解反應(yīng)制硫化砷溶膠復(fù)分解反應(yīng)制硫化砷溶膠 2H3AsO3（?。ㄏ。? 3H2S As2S3（溶膠）（溶膠）+6H2OB.水解反應(yīng)制氫氧化鐵溶膠水解反應(yīng)制氫氧化鐵溶膠 FeCl3 （?。ㄏ。?3H2O （熱）（熱） Fe(OH)3 （溶膠）（溶膠）+3HCl第10頁/共25頁 C. .氧化還原反應(yīng)制備硫溶膠氧化還原反應(yīng)制備硫溶膠 2H2S(

7、 (?。┫。? SO2( (g) ) 2H2O +3S ( (溶膠）溶膠） Na2S2O3 +2HCl 2NaCl +H2O +SO2 +S ( (溶膠）溶膠） E.離子反應(yīng)制氯化銀溶膠離子反應(yīng)制氯化銀溶膠 AgNO3（?。ㄏ。? KCl（?。ㄏ。?AgCl ( (溶膠）溶膠） +KNO3D.還原反應(yīng)制金溶膠還原反應(yīng)制金溶膠 2HAuCl4( (?。┫。? 3HCHO +11KOH 2Au( (溶膠）溶膠）+3HCOOK + 8KCl + 8H2O 第11頁/共25頁 2. 2.物理凝聚法物理凝聚法 A. . 更換溶劑法更換溶劑法 利用物質(zhì)在不同溶劑中溶解度的顯著差別來制備溶膠，而且兩種溶

8、劑要能完全互利用物質(zhì)在不同溶劑中溶解度的顯著差別來制備溶膠，而且兩種溶劑要能完全互溶。溶。 例例1 1. .松香易溶于乙醇而難溶于水，將松香的乙醇溶液滴入水中可制備松香的水松香易溶于乙醇而難溶于水，將松香的乙醇溶液滴入水中可制備松香的水溶膠溶膠 。 例例2 2. .將硫的丙酮溶液滴入將硫的丙酮溶液滴入90左右的熱水中，丙酮蒸發(fā)后，可得硫的水溶膠。左右的熱水中，丙酮蒸發(fā)后，可得硫的水溶膠。第12頁/共25頁例圖：第13頁/共25頁將汞的蒸氣通入冷水中就可以得到汞的水溶膠。將汞的蒸氣通入冷水中就可以得到汞的水溶膠。4金屬鈉，金屬鈉，2苯苯, ,5液氮。液氮。 B. .蒸氣驟冷法蒸氣驟冷法羅金斯基等

9、人利用下列裝置，制備堿金屬的苯溶膠。羅金斯基等人利用下列裝置，制備堿金屬的苯溶膠。 先將體系抽真空，然后先將體系抽真空，然后適當(dāng)加熱管適當(dāng)加熱管2和管和管4，使鈉和，使鈉和苯的蒸氣同時在管苯的蒸氣同時在管5 外壁凝外壁凝聚。除去管聚。除去管5中的液氮，凝中的液氮，凝聚在外壁的混合蒸氣融化，聚在外壁的混合蒸氣融化，在管在管3中獲得鈉的苯溶膠。中獲得鈉的苯溶膠。第14頁/共25頁蒸蒸氣氣驟驟冷冷法法第15頁/共25頁 在制備溶膠的過程中，常生成一些多余的電解質(zhì)，如制備在制備溶膠的過程中，常生成一些多余的電解質(zhì)，如制備 Fe(OH)3溶膠時生溶膠時生成的成的HCl。 少量電解質(zhì)可以作為溶膠的穩(wěn)定劑，

10、但是過多的電少量電解質(zhì)可以作為溶膠的穩(wěn)定劑，但是過多的電解質(zhì)存在會使溶膠不穩(wěn)定，容易聚沉，所以必須除去。解質(zhì)存在會使溶膠不穩(wěn)定，容易聚沉，所以必須除去。 凈化的方法主要有凈化的方法主要有滲析法滲析法和和超過濾法超過濾法。 溶膠的凈化第16頁/共25頁 （1）滲析法滲析法簡單滲析簡單滲析 將需要凈化的溶將需要凈化的溶膠放在羊皮紙或動物膀胱等膠放在羊皮紙或動物膀胱等半透膜制成的容器內(nèi)，膜外半透膜制成的容器內(nèi)，膜外放純?nèi)軇?。放純?nèi)軇?利用濃差因素，多余的電解質(zhì)離子不斷向膜外滲透，經(jīng)常更換溶劑，就可以利用濃差因素，多余的電解質(zhì)離子不斷向膜外滲透，經(jīng)常更換溶劑，就可以凈化半透膜容器內(nèi)的溶膠。凈化半透膜

11、容器內(nèi)的溶膠。 如將裝有溶膠的半透膜容器不斷旋轉(zhuǎn)，可以加快滲析速度。如將裝有溶膠的半透膜容器不斷旋轉(zhuǎn)，可以加快滲析速度。第17頁/共25頁簡單簡單滲析滲析第18頁/共25頁電滲析電滲析 為了加快滲析速度，在裝有溶膠為了加快滲析速度，在裝有溶膠的半透膜兩側(cè)外的半透膜兩側(cè)外加一個電場加一個電場，使多余的電，使多余的電解質(zhì)離子向相應(yīng)的電極作定向移動。溶劑解質(zhì)離子向相應(yīng)的電極作定向移動。溶劑水不斷自動更換，這樣可以提高凈化速度。水不斷自動更換，這樣可以提高凈化速度。這種方法稱為電滲析法。這種方法稱為電滲析法。（1）滲析法滲析法(續(xù)續(xù)) 第19頁/共25頁電滲析第20頁/共25頁 用用半透膜作過濾膜半透膜作過濾膜，利用吸濾或加壓的，利用吸濾或加壓的方法使膠粒與含有雜質(zhì)的介質(zhì)在壓差作用下迅方法使膠粒與含有雜質(zhì)的介質(zhì)在壓差作用下迅速分離。速分離。（2）超過濾法超過濾法 將半透膜上的膠粒迅速用含有穩(wěn)定劑將半透膜上的膠粒迅速用含有穩(wěn)定劑的介質(zhì)再次分散。的介質(zhì)再次分散。第21頁/共25頁超超過過濾濾裝裝置：置：第22頁/共25頁2）電超過濾：電超過濾： 有時為了加快有時為了加快過濾速度，在半透過濾速度，在半透膜兩邊安放電極