学习第一章绪论

学习第一章绪论2胶体化学(ColloidChemistry)主要内容：

第一章绪论第二章胶体的制备与纯化

第

三章

液体的表面性质

第

四章

固体的表面性质

第

五

章

表面活性物质

第

六

章

液-液界面和固-液界面

第

七

章

胶体的动力学性质

第

八

章

胶体的光学性质

第

九

章

胶体的电学性质

第

十

章

胶体的稳定性

第十一章

胶体的流变性3胶体化学(ColloidChemistry)参考书：[1]《胶体化学基础》周祖康等北京大学出版社[2]《胶体化学》陈宗淇等高等教育出版社[3]《胶体科学导论》郑忠高等教育出版社[4]《胶体与表面化学原理》周祖康等译北京大学出版社[5]《表面化学基础》张和哲等东北师范大学出版社[6]《胶体与表面化学导论》姚云斌等南开大学出版社[7]《表面的物理化学》(上、下册)顾惕人译科学出版社[8]《胶体稳定性》王果庭科学出版社(1990)[9]《胶体与表面化学》(第三版)沈忠等化学工业出版社(2004)[10]《应用胶体化学》侯万国等科学出版社(1998)[11]《胶体与界面化学》陈宗淇等高等教育出版社(2001)[12]《表面化学》顾惕人等科学出版社(1994)[13]《胶体化学概论》江龙科学出版社(2002)[15]《表面、界面和胶体-原理及应用》吴大诚等译化学工业出版社(2005)4胶体化学(ColloidChemistry)第一章绪论1.1.1胶体体系（Colloid）

♦国际纯粹化学与应用化学联合会（IUPAC）规定：

直径在1~1000nm范围内的颗粒为胶体颗粒；含有胶体颗粒的体系

称为胶体体系或胶体分散体系。

1.1

胶体体系及其分类原因：表面效应表面原子数占整体原子数的比例很/极大体积效应颗粒含原子数很/极小,电子活动空间受限“从量变到质变”

注意：“直径”应改为“至少一个维度上其尺寸”

“纳米nm”只是一个长度单位（1nm=10-3µm=10-9m）

物质尺寸至纳米级，具特殊性能（电、磁、光、反应活性等）5（具有宏观尺寸的维数）1.1.1胶体体系（Colloid）♦分散体系

一种或几种物质分散在另一种或几种物质中所构成的体系

►分散相：不连续相►分散介质：连续相低维材料零维:

量子点、纳米粒一维:

纳米线二维:

薄膜

按分散相颗粒大小分类：粗分散体系>1000nm(1µm)宏观(Macroscopicsystem)胶体分散体系1nm~1000nm介观(Mesoscopicsystem)分子分散体系<1nm

(溶液)微观(Microscopicsystem)61.1

胶体体系及其分类(2)按胶粒与介质的亲和力分类

①亲液胶体分子胶体和缔合胶体②疏液胶体异相胶体(胶体分散体系或溶胶)1.1.2胶体体系的分类

(1)按胶体颗粒结构分类①异相胶体（胶体分散体系）

溶胶（固体分散在液体中）、乳状液、泡沫、气溶胶等多相体系；

具有很大的界面能，热力学不稳定，相分离后不容易恢复原状。②分子胶体

高分子溶液，均相体系，热力学稳定，相分离后易恢复。③缔合胶体

胶束溶液、液晶、微乳液等；均相体系，热力学稳定。7

胶体体系的分类分散介质分散相体系名称实例气液固气溶胶雾烟、尘液气液固液溶胶泡沫乳状液（牛奶、石油）溶胶、悬浮体固气液固固溶胶浮石、泡沫塑料珍珠、某些宝石合金、有色玻璃(3)按分散介质的聚集状态分类81.1.2胶体体系的分类(4)按分散相和分散介质的聚集状态分类

所谓“胶体”,只是物质的一种存在状态,而不是一种特殊类型的物质。91.1胶体体系及其分类例如：20℃，1cm3的水滴(半径0.62cm)

As=1.21

(cm2/cm3)分散成半径为10-7cm的小水滴As=3×107

(cm2/cm3)表面分子占90%；比表面自由能218J/cm3。1.1.3异相胶体(或胶体分散体系)的基本特性(1)高度分散和高比表面的多相体系平均粒径和粒径分布比表面积~单位体积或质量的物体所具有的表面积

As=A/V(m-1)As~

比表面积A~

分散相面积=A/W(m2/g)V~

分散相面积W~

分散相质量(2)

动力学稳定体系(3)

热力学不稳定体系第一章绪论

(3)胶体化学与界面化学的关系

二者共存：因胶体体系具有巨大的界面积，只有了解了界面

现象，才能认识体系的整体行为；只有胶体体系，

界面现象才整体行为产生重要影响。1.2胶体化学(1)胶体化学研究胶体体系各种行为的科学

(2)研究内容

胶体体系~胶体化学

体系的整体行为(稳定性、流变性、光学性能等)

界面现象~界面化学

界面上发生的各种物理或化学现象(电现象、吸附等)

<胶体与界面化学>

11注意：“界面”有厚度，非几何面，是“区”或“界面相”，至少几个分

子厚度；若一相为气体时，常称为“表面”。1.2

胶体化学12♦学科特点

三级学科胶体与界面化学

物理化学

化学

…….

……

交叉学科

应用性强

基础学科

1.2

胶体化学13第一章绪论1.3胶体化学发展简史◊史前，我们祖先制造陶器◊东汉用纤维造纸发明墨水、豆腐-

胶体化学是一门古老而又年轻的学科一种科学的历史是那门科学中最宝贵的一部分，科学只能给我们以知识，而历史却能给我们智慧。—傅鹰141.3胶体化学发展简史中药◊1777年瑞典化学家做木炭吸附气体实验；◊1809年俄国化学家Scheele发现土粒的电泳现象；◊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。◊古埃及利用木材浸水膨胀来破裂山岩；151.3胶体化学发展简史★1861年，英国科学家ThomasGraham提出胶体（Colloid）的概念，

被认为是胶体化学学科的创始人；★1902年，Zsigmondy出版名著《胶体化学》；★1903年，德国化学家Siedentopf和Zsigmondy发明超显微镜，可测

颗粒数及其大小，确定了溶胶体系的多相性；★1907年，德国化学家Ostwald创办了第一本胶体化学的专门刊物

《胶体化学和工业杂志》,标志着胶体化学作为一门独立学科正式成立；★1909年，Freundlich出版名著《毛细管化学》。161.3

胶体化学发展简史Graham渗析实验测定物质的扩散速率(1)糖、无机盐、尿素等溶液，扩散快，

易从羊皮纸渗析出来，蒸干后易成晶体；(2)明胶、氢氧化铝、硅酸等，扩散慢，

不能或难以渗析出来，蒸干后成胶状物。Graham将物质分为两类：前者为类晶质(crystalloid)；后者为“胶体(colloid)”。另外，还提出了很多至今还在用的术语，如溶胶(sol),凝胶(gel),渗析(dialysis),

胶溶(peptization),离浆(syneresis)等。★1905年，俄国化学家Beймapн(Weiman维伊曼)用了200多种物质做相关实验，

发现“任何物质既可制成晶体状态，又可制成胶体状态”。

例如，典型的晶体NaCl在水中形成真溶液；但在苯或酒精中则可形成溶胶。得出结论：“胶体”只是物质存在的一种状态，而不是一种特殊类型的物质。171.3

胶体化学发展简史★现代，胶体化学与信息、生物、环境、能源等热点领域密切相关，

其基础理论和技术得到迅速发展。1962年日本Kubo量子尺寸效应1965年美国Feynman量子电动力学，纳米技术1968年美国黎念之液膜分离技术1970年美国Matijievic单分散、单形状纳米颗粒制备1972年Lsraelachvili表面力的测定1980年日本Kunltake人工脂质体1981年Bining和Rohorer扫描隧道显微镜1982年Fendler膜模拟化学1982年法国Lehn超分子化学1984年Gleiter纳米固体1980年Bining等原子力显微镜1989年德国Henglein纳米尺度颗粒尺寸量子化效应1991年法国DeGennes液晶，有序分子组合体181.3胶体化学发展简史★我国胶体化学发展也很迅速北京大学中科院化学所山东大学陕西师范大学扬州大学华东师范大学1983年，第一届全国胶体与界面化学会议在北京大学召开，迄今已开过13界。其中第二、九届在山东大学召开，第十二届在青岛科技大学召开。近两届参会代表达500人以上。19山东大学胶体化学发展历程1957年：傅鹰先生从海外回国后，培养的十名胶体化学

研究生中的四名来山东大学组建了当时全国第

二个胶体化学教研室；1988年：扩建为高校第一个胶体与界面化学研究所；1993年：胶体与界面化学开放研究实验室(原国家教委)；1999年：胶体与界面化学教育部重点实验室；2004年：山东省胶体材料工程技术研究中心；2011年：国家胶体材料工程技术研究中心。1.3胶体化学发展简史特色：基础研究与应用研究并重201.3胶体化学发展简史★胶体化学发展的推动力

-基础学科提供了重要的理论基础和工具

以量子力学和固体物理为基础研究吸附和催化现象；用统计力学研究高分子溶

液性质、高分子在固体表面上的吸附及聚沉过程；用示踪原子研究吸附动力学、二维膜性质等。

-

现代科学仪器的发展为胶体化学的研究提供了新手段

工欲善其事，必先利其器低能电子衍射谱(LEED)、光电子能谱(PES)、振动光谱、电子能量损失谱(EElS)

和高分辨电子显微镜(HREM)、扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等。

对胶体颗粒组成、结构及性能等的认识提到一个新高度