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1、第一节第一节 胶体的定义和特征胶体的定义和特征 分散相(微小的颗粒,大小在1 100 nm之间)分散在分散介质中(气体、液体、固体)所构成的体系胶体体系。如果分散介质为液体的体系称为溶胶(sol)。AlAl2 2OO3 3 sol solAl2O3 sol 特征:特征:1、以分散相粒子的大小为依据:、以分散相粒子的大小为依据:1 nm 100 nm (分子或离子)(胶体粒子)(粗分散体系)2、胶粒本身与分散介质之间有一明显的界面、胶粒本身与分散介质之间有一明显的界面 (胶体是两相或多相体系),Interface,interphase,Surface chemistry.1:量子化学研究吸附与催
2、化量子化学研究吸附与催化:EHMO(Extended Huckel Molecular Orbital)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)一、基础理论和近代仪器水平的提高 第二节第二节 胶体和表面化学的发展胶体和表面化学的发展 Effects of Ti-supported Au particle size on the activity for CO oxidation.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
3、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: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)(610 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
4、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)TEM (Transmission Electron Microscopy)(0.3 0.5 nm)La2NiO4 粒子分布和电子衍射Carbon nanotube(左图)原子力显微镜(AFM)(右图)含镍的纳米孔碳膜AFM图象X-ray Photoelectron Spectroscopy(XP
5、S)装置图Carbon nanotubeGold XPS wide scan spectrumAl K=1486.6 eV;Mg K=1253.6 eV二、工农业的发展对胶体和表面化学的新需求、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、超微粒子。再如:老产品的升级换代、旧工艺的更新、三次采油中微乳液配方等。3、胶体和表面化学在其他学科的应用:制药、生理、大气、环境等。参考文献:1 沈钟等编,胶体与表面化学,第三版(2004年)2 江龙编,胶体化学概论(2002年)3 颜肖慈,罗明道编,界面化学(2005年)4 Duncan J Shaw,Introduction to Colloid&Surface Chemistry,(4th)1999年5 陈宗淇等编,胶体与界面化学(2002年)6.Richard M.Pashley,Marilyn E.Karaman,Applied Colloid and Surface Chemistry,2005