❶ 溶膠-凝膠法制備納米薄膜材料的化學方程式
均勻沉降法:按硝酸鋅濃度0.1mol/L,尿素濃度0.4mol/L配置500mL混合溶液,放入95。C的恆溫水浴中,攪拌保溫8h,待所得溶液冷卻後,放入離心機中,用蒸餾水洗滌2—3次;再放入烘箱中乾燥24~48h,烘箱溫度保持在60。C左右;最後,將乾燥後的樣品放入馬弗爐內煅燒4h,溫度為450。C.
連續微波法:微波爐(Panasonic);磁力真空泵,上海西山泵業有限公司;液體流量計,蘇州流量計廠;D/Max一ⅢC X 射線粉末衍射分析儀,日本理學公司;H一600一II透射電鏡、S一570掃描電鏡,日本日立公司;876—1型真空乾燥器,上海浦東躍欣科學儀器廠;72卜分光光度計,上海第三分析儀器廠。ZnSO ·7H (),AR,上海金山區興塔美興化工廠;尿素,AR,中國醫葯(集團)上海化學試劑公司。
將ZnSO ·7H ()和尿素按一定比例配成混
合溶液,裝入圖1所示的裝置中,在90℃ 微波輻
射下恆溫反應。待反應完全後,取出沉澱。分別
用pH一9.0的氨水、無水乙醇洗滌2~3次。將
所得的固體粉末,乾燥12 h。取出試樣充分研磨
後,在450℃焙燒一定時間,即得納米ZnO粉末。
微波輻照下,ZnSO ·7H O和尿素制備納
米Zn()反應機理如下:
90℃ 時尿素發生分解:
CO(NH 2)2+H 2O= C()2+2NH 3
3Zn + + C() + 4OH + H 2()=ZnCO3 ·2Zn(OH )2 ·
H 2()
450℃ 焙燒時:
ZnCO ·2Zn(OH),·H O=3ZnO+C(),+2H PO
原位生成法:
稱取一定量的ZnClz,溶於水中,滴入HC1並用玻璃棒攪
拌得無色透明溶液。在攪拌的同時滴加NaOH溶液至PH=
8 ,得到大量白色rZn(OH) 沉澱。用蒸餾水洗滌數次,得
到純Zn(OH),。再稱取一定量的PVP溶於水中,然後與zn
(OH) 混合攪拌均勻。將混合液置於高壓釜內,常溫下充壓
至lMPa,在160oC下熱壓反應3h,得到產物。
還有
物理法
物理法包括機械粉碎法和深度塑性變形法。機
械粉碎法是採用特殊的機械粉碎、電火花爆炸等技
術,將普通級別的氧化鋅粉碎至超細。其中張偉l_J
等人利用立式振動磨製備納米粉體,得到了a—Alz
O3、Zn0、MgSiO3等超微粉,最細粒度達到0.1 m。
此法雖然工藝簡單,但卻具有能耗大,產品純度低,
粒度分布不均勻,研磨介質的尺寸和進料的細度影
響粉碎效能等缺點。最大的不足是該法得不到1一
lOOnm的粉體,因此工業上並不常用此法;而深度
塑性變形法是使原材料在凈靜壓作用下發生嚴重塑
性形變,使材料的尺寸細化到納米量級。這種獨特
的方法最初是由IslamgalievE『]等人於1994年初發
展起來的。該法製得的氧化鋅粉體純度高、粒度可
控,但對生產設備的要求卻很高。
總的說來,物理法制備納米氧化鋅存在著耗能
大,產品粒度不均勻,甚至達不到納米級,產品純度
不高等缺點,工業上不常採用,發展前景也不大。
2.2 化學法
化學法具有成本低,設備簡單,易放大進行工業
化生產等特點。主要分為溶膠一凝膠法、醇鹽水解
法、直接沉澱法、均勻沉澱法等。
2.2.1 溶膠一凝膠法
溶膠一凝膠法制備納米粉體的工作開始於20世
紀6O年代。近年來,用此法制備納米微粒、納米薄
膜、納米復合材料等的報道很多。它是以金屬醇鹽
Zn(OR) 為原料,在有機介質中對其進行水解、縮聚
反應,使溶液經溶膠化得到凝膠,凝膠再經乾燥、煅
燒成粉體的方法[引。此法生產的產品粒度小、純度
高、反應溫度低(可以比傳統方法低400-500"C),
過程易控制;顆粒分布均勻、團聚少、介電性能較好。
但成本昂貴,排放物對環境有污染,有待改善。
水解反應:Zn(OR)2+2H2 O— Zn(OH)2+
2ROH
縮聚反應:Zn(OH)2一ZnO+H2O
2.2.2 醇鹽水解法
醇鹽水解法是利用金屬醇鹽在水中快速水解,
形成氫氧化物沉澱,沉澱再經水洗、乾燥、煅燒而得
到納米粉體的方法 引。該法突出的優點是反應條件
溫和,操作簡單。缺點是反應中易形成不均勻成核,
且原料成本高。例如以Zn(OC2H )。為原料,發生
以下反應:
Zn(OC2H5)2+2H20一Zn(OH)2+2G H5OH
Zn(OH)2— ZnO+H2O
2.2.3 直接沉澱法
直接沉澱法是制備納米氧化鋅廣泛採用的一種
方法。其原理是在包含一種或多種離子的可溶性鹽
溶液中加人沉澱劑,在一定條件下生成沉澱並使其
沉澱從溶液中析出,再將陰離子除去,沉澱經熱分解
最終製得納米氧化鋅。其中選用不同的沉澱劑,可
得到不同的沉澱產物。就資料報道看,常見的沉澱
劑為氨水 、碳酸氫銨 引、尿素 。 等。
以NH。·H。O作沉澱劑:
Zn。++2NH3·H20一Zn(OH)2+2NH4+
Zn(OH)2— ZnO+H2O
以碳酸氫銨作沉澱劑:
2Zn。++ 2NH4 HCo3一Zn2(OH)2 CO3+
2NH4+
Zn2(OH)2CO3— 2ZnO + CO2+ H2O
以尿素作沉澱劑:
CO(NH2)2+ 2H20一CO2+2NH3·H2O
3Zn。++CO3。一+4OH一+ H20一ZnCO3·
2Zn(OH)2 H2O
ZnCO3·2Zn(OH)2 H20一ZnO+C02+ H2O
直接沉澱法操作簡單易行,對設備技術要求不
高,產物純度高,不易引人其它雜質,成本較低。但
是,此方法的缺點是洗滌沉澱中的陰離子較困難,且
生成的產品粒子粒徑分布較寬。因此工業上不常
用。
2.2.4 均勻沉澱法
均勻沉澱法是利用某一化學反應使溶液中的構
晶微粒從溶液中緩慢地、均勻地釋放出來。所加入
的沉澱劑並不直接與被沉澱組分發生反應,而是通
過化學反應使其在整個溶液中均勻緩慢地析出。常
用的均勻沉澱劑有尿素(CO(NHz)z)和六亞甲基四
胺(C6 H 。N。)。所得粉末粒徑一般為8—6Onm。其
中衛志賢 加 等人以尿素和硝酸鋅為原料制備氧化
鋅。他們得出的結論是:溫度是影響產品粒徑的最
敏感因素。溫度低,尿素水解慢,溶液中氫氧化鋅的
過飽和比低,粒徑大;溫度過高,尿素產生縮合反應
生成縮二脲等,氫氧化鋅過飽和比低,溶液粘稠,不
易乾燥,最終產品顆粒較大。另外,反應物的濃度及
尿素與硝酸鋅的配比也影響溶液中氫氧化鋅的過飽
和比。濃度越高,在相同的溫度下,氫氧化鋅的過飽
和比越大。但是過高的濃度和尿素與硝酸鋅的比
值,使產品的洗滌、乾燥變得困難,反應時間過長,也
將造成後期溶液過飽和比降低,粒徑變大。因此他
們得到的最佳工藝條件為:反應溫度~130~C、反應
時間150min、尿素與硝酸鋅的配比2.5—4.0:1(摩
爾比)。
由此可看出,均勻沉澱法得到的微粒粒徑分布
較窄,分散性好,工業化前景佳,是制備納米氧化鋅
的理想方法。
2.2.5 水熱法
水熱法最初是用來研究地球礦物成因的一種手
段,它是通過高壓釜中適合水熱條件下的化學反應
實現從原子、分子級的微粒構築和晶體生長。該法
是將雙水醋酸鋅溶解在二乙烯乙二醇中,加熱並不
斷攪拌以此得到氧化鋅,再經過在室溫下冷卻,用離
心機將水分離最終得到氧化鋅粉末[]。此法制備的
粉體晶粒發育完整,粒徑小且分布均勻,團聚程度
小,在燒結過程中活性高。但缺點是設備要求耐高
壓,能量消耗也很大,因此不利於工業化生產。
2.2.6 微乳液法
微乳液通常是由表面活性劑、助表面活性劑(通
常為醇類)、油(通常為碳氫化合物)和水(或電解質
水溶液)組成的透明的、各向同性的熱力學穩定體
系。微乳液中,微小的「水池」(water poo1)被表面
活性劑和助表面活性劑所組成的單分子層界面所包
圍而形成微乳顆粒,其大小可控制在幾個至幾十納
米之間。微小的「水池」尺度小且彼此分離,因而不
構成水相,這種特殊的微環境已被證明是多種化學
反應的理想介質 ]。徐甲強[n 等人在硝酸鋅溶液
中加入環己烷、正丁醇、ABS攪拌,再加入雙氧水,
並用氨水作為沉澱劑,最終合成了顆粒小(19nm)、
氣體靈敏度高和工作溫度低的氧化鋅。微乳液法制
備的納米氧化鋅,粒徑分布均勻,但是團聚現象嚴
重 H]。這是由於微乳液法製得的納米材料粒徑太
小,比表面大,表面效應較嚴重所致。
❷ 怎麼使用溶膠凝膠法製作的Tio2具有良好的晶型(不要焙燒)
用溶膠凝膠法制備TIO2,選用的方法是把「鈦酸正丁酯」、冰醋酸、1/2的乙醇配成溶液A,在把蒸餾水、HCL、DMF、1/2的乙醇配成溶液B,把B滴入A。比例如下:(MOL比)Ti(OBu)4 : Et(OH) : H2O: hcl : AcAc=1 : 20 : 5 :0.08 : 0.5
很奇怪的是,B還沒有完全加到A里去時,就已經凝膠了,而且凝膠時顏色還不是淡黃色,而是幾乎和鈦酸正丁酯一樣的比較濃的顏色。
我做了幾次都是這樣的,最開始還用的是 n(Ti):n(H20)=1:1做的,結果做出來幾乎不象溶膠,不粘稠,但是放了幾天後凝膠了。取出按1:1陪的溶液的一部分,滴加水,剛加一點就凝膠了。
後來用的1:5,就是上面說的那個比例,我用很慢的速度滴加的,(取的30ml鈦酸丁酯)結果在快滴加完成的時候又凝膠了 ,這次,凝膠後,我又往裡加了約93ml蒸餾水,結果基本解膠,顏色也有所改善,基本是淡黃色,但是後來加水可能加的快了,溶膠離有白色的顆粒。這次,在加水後,mol比例成了
n(Ti):n(H20)=1 : 70.79
請問問題出在哪裡呢?這個比例究竟是怎麼樣的啊?為什麼總是還沒有加完就已經凝膠了呢?
我是個新手,請大家別見怪啊,在問幾個低級的問題:
膠凝時間是越長越好還是越短越好呢?
鍍膜得在溶膠里鍍,制粉末就的先弄成凝膠在烘乾、焙燒得到,對吧?
酸應該是少了!
冰醋酸抑制水解的,考慮多加一些!
另外,B溶液中有HCl,那麼制備後帶入氯離子,聽說不太好,好像要洗一下的。是不是可以考慮用硝酸代替。B溶液調配PH值在2~3左右。硝酸加太多,制備出來的粉末發黃。
而且配製出來的溶膠不應該是黃色的吧。頂多是淡黃。
制備粉末,就是配好溶膠後,凈置一段時間(如一夜等),然後80度水浴乾燥,將溶劑蒸干,得到淡黃色顆粒。用研缽磨成粉,基本上是白色粉末了。放到馬弗爐中就是燒制了。燒制時注意,程序升溫,不要一下升太高。可以考慮250~300度停留一段時間。防止積炭。
謝謝樓上的,我懷疑是水加的太少,所以鈦酸丁酯沒有水解徹底呢?因為水解沒有徹底,所以顏色幾乎沒有什麼變化,而凝膠就是鈦酸丁酯的聚合體?你覺得我用你n(h20):n(TI)=70:1怎麼樣呢?
另外還有一個問題,我吧溶膠度膜在顯微鏡的載玻片上,但是每次度了後不管是風干,還是烘乾,幹了後的膜幾乎都不牢固,用收一摸就會掉的,有時甚至連吹都能吹掉,請問,你們在鍍膜的時候加了什麼粘合劑嗎?為什麼你們就能堵上附著性很好的膜呢
鍍膜最好是用乙醇或者甲醇為溶劑,水溶膠不容易在玻璃上鋪展。
❸ 為什麼有的膠體粒子吸附陽離子,有的吸附陰離子
因為膠體的膠粒結構不同,帶電荷就不同。
膠粒一般優先吸附其組成離子,尤其是高電荷的離子。
膠粒帶正電荷的有
金屬氫氧化物,金屬氧化物,
如
Fe(OH)3,
Al(OH)3
等
膠粒帶負電荷的有
非金屬氧化物,金屬硫化物,
硅酸,
蛋白質
還有些膠體,可以吸附陽離子,,也可以吸附陰離子。
如
AgI
,
制備過程中如果Ag+過量,則膠粒吸附Ag+。膠體就帶正電荷
反之,KI過量,膠粒吸附I-,膠體就帶負電荷
❹ 溶膠是什麼
溶膠離子通常是溶劑化的,膠粒可以相互交聯在一起形成三維網路構型,
可以把大量溶劑機械地包裹在聚集體內部,使之不再流動,變成半固體
狀態,這就是凝膠。凝膠失去水分但沒有改變網路結構,就變成干凝膠。
凝膠中又可分為三類:
(1) 彈性凝膠;在外力作用下可變形,去除外力又可復原,如橡膠
(2)脆性凝膠,三維網路結構由化學鍵力形成,受外力很難變形,如硅膠,
一旦破壞就難以復原。
(3) 觸變凝膠,靜置時呈半固體狀態,受外力變成溶膠,去除外力又可恢
復凝膠狀態。如泥漿,流沙,觸變塗料等。
溶膠是范德華力交聯形成的,加熱可以拆散范德華力交聯,使溶膠溶解
凝膠是高分子鏈之間以化學建形成的交聯結構是溶脹體,加熱不能溶解也不能熔融
膠體有兩種狀態,溶膠和凝膠。溶膠是液化的半流動狀,近似流體的性質。溶膠可以轉變成一種有一定彈性的半固體狀態的凝膠,這個過程稱為凝膠作用,凝膠和溶膠在一定條件下可以相互轉化,凝膠轉變成溶膠的過程稱溶膠作用。
引起溶膠和凝膠相互轉化的主要因素是溫度。當溫度降低時,膠粒的動能減小,膠粒兩端互相連接起來以致形成網狀結構,水分子都處於網眼結構的孔隙中,這時膠體呈凝膠狀態。當溫度升高時,膠粒的動能增大,分子的運動速度增快,膠粒的聯系消失,網狀結構不再存在,膠粒呈自由活動狀態,這就是溶膠。
溶膠乾燥之後轉化為凝膠就這么簡單
溶膠和凝膠的區別在於溶膠和流動行為是假塑性,凝膠流動行為是賓漢流體。
膠體有兩種存在狀態,即溶膠(sol)和凝膠(gel)。溶膠是液化的半流動狀態,近似流體的性質。在一定條件下,溶膠可以轉變成有一定結構和彈性的半固體狀態的凝膠,這個過程稱為凝膠作用。凝膠和溶膠可以相互轉化,凝膠轉為溶膠的過程稱為溶膠作用。�
引起這種轉變的主要因素是溫度。當溫度降低時,膠粒動能減小,膠粒部分水膜變薄,膠粒
之間互相連接形成網狀結構,水分子處於網眼結構的孔隙之中,這時膠體呈凝膠狀態;當溫度升高時,膠粒動能增大,分子運動速度加快,膠粒聯系消失,網狀結構不再存在,膠粒均勻分布,呈自由活動狀態,這就是溶膠。
❺ 化學 溶膠和凝膠是什麼意思
溶膠離子通常是溶劑化的,膠粒可以相互交聯在一起形成三維網路構型,
可以把大量溶劑機械地包裹在聚集體內部,使之不再流動,變成半固體
狀態,這就是凝膠。凝膠失去水分但沒有改變網路結構,就變成干凝膠。
凝膠中又可分為三類:
(1) 彈性凝膠;在外力作用下可變形,去除外力又可復原,如橡膠
(2)脆性凝膠,三維網路結構由化學鍵力形成,受外力很難變形,如硅膠,
一旦破壞就難以復原。
(3) 觸變凝膠,靜置時呈半固體狀態,受外力變成溶膠,去除外力又可恢
復凝膠狀態。如泥漿,流沙,觸變塗料等。
溶膠是范德華力交聯形成的,加熱可以拆散范德華力交聯,使溶膠溶解
凝膠是高分子鏈之間以化學建形成的交聯結構是溶脹體,加熱不能溶解也不能熔融
膠體有兩種狀態,溶膠和凝膠。溶膠是液化的半流動狀,近似流體的性質。溶膠可以轉變成一種有一定彈性的半固體狀態的凝膠,這個過程稱為凝膠作用,凝膠和溶膠在一定條件下可以相互轉化,凝膠轉變成溶膠的過程稱溶膠作用。
引起溶膠和凝膠相互轉化的主要因素是溫度。當溫度降低時,膠粒的動能減小,膠粒兩端互相連接起來以致形成網狀結構,水分子都處於網眼結構的孔隙中,這時膠體呈凝膠狀態。當溫度升高時,膠粒的動能增大,分子的運動速度增快,膠粒的聯系消失,網狀結構不再存在,膠粒呈自由活動狀態,這就是溶膠。
溶膠乾燥之後轉化為凝膠就這么簡單
溶膠和凝膠的區別在於溶膠和流動行為是假塑性,凝膠流動行為是賓漢流體。
膠體有兩種存在狀態,即溶膠(sol)和凝膠(gel)。溶膠是液化的半流動狀態,近似流體的性質。在一定條件下,溶膠可以轉變成有一定結構和彈性的半固體狀態的凝膠,這個過程稱為凝膠作用。凝膠和溶膠可以相互轉化,凝膠轉為溶膠的過程稱為溶膠作用。�
引起這種轉變的主要因素是溫度。當溫度降低時,膠粒動能減小,膠粒部分水膜變薄,膠粒
之間互相連接形成網狀結構,水分子處於網眼結構的孔隙之中,這時膠體呈凝膠狀態;當溫度升高時,膠粒動能增大,分子運動速度加快,膠粒聯系消失,網狀結構不再存在,膠粒均勻分布,呈自由活動狀態,這就是溶膠。
❻ 共沉澱法和溶膠凝膠法有什麼不同,從原理方面說明
共沉澱法和溶膠凝膠法都是得到各種成分的均一的沉澱的方法。但是它們根本上有不同,具體區別如下。
本質區別
1、共沉澱法
共沉澱法的特點是一次可以同時獲得幾個組分,而且各個組分之間的比例較為恆定,分布也比較均勻。如果組分之間能夠形成固溶體,那麼分散度和均勻性則更為理想。共沉澱法的分散性和均勻性好,這是它較之於固相混合法等的最大優勢。
化學共沉澱法是把沉澱劑加入混合後的金屬鹽溶液中,使溶液中含有的兩種或兩種以上的陽離子一起沉澱下來,生成沉澱混合物或固溶體前驅體,過濾、洗滌、熱分解,得到復合氧化物的方法。沉澱劑的加入可能會使局部濃度過高,產生團聚或組成不夠均勻。
在沉澱過程中當溶質在液相中的濃度達到飽和時,如果沒有同相濃度存在,仍然沒有沉澱產生,只有當溶在溶液中的濃度超過臨界飽和度時,沉澱方能自發進行。
2、溶膠凝膠法
溶膠凝膠法的化學過程首先是將原料分散在溶劑中,然後經過水解反應生成活性單體,活性單體進行聚合,開始成為溶膠,進而生成具有一定空間結構的凝膠,經過乾燥和熱處理制備出納米粒子和所需要材料。
由於溶膠-凝膠法中所用的原料首先被分散到溶劑中而形成低粘度的溶液,因此,就可以在很短的時間內獲得分子水平的均勻性,在形成凝膠時,反應物之間很可能是在分子水平上被均勻地混合。
與固相反應相比,化學反應將容易進行,而且僅需要較低的合成溫度,一般認為溶膠一凝膠體系中組分的擴散在納米范圍內,而固相反應時組分擴散是在微米范圍內,因此反應容易進行,溫度較低。
(6)溶膠凝膠陰離子去哪裡擴展閱讀
丁達爾效應產生的原因
在光的傳播過程中,光線照射到粒子時,如果粒子大於入射光波長很多倍,則發生光的反射;如果粒子小於入射光波長,則發生光的散射,這時觀察到的是光波環繞微粒而向其四周放射的光,稱為散射光或乳光。丁達爾效應就是光的散射現象或稱乳光現象。
由於真溶液粒子直徑一般不超過1nm,膠體粒子介於溶液中溶質粒子和濁液粒子之間,其直徑在1~100nm。小於可見光波長,因此,當可見光透過膠體時會產生明顯的散射作用。而對於真溶液,雖然分子或離子更小,但因散射光的強度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱,因此,真溶液對光的散射作用很微弱。此外,散射光的強度還隨分散體系中粒子濃度增大而增強。
所以說,膠體能有丁達爾現象,而溶液幾乎沒有,可以採用丁達爾現象來區分膠體和溶液,注意:當有光線通過懸濁液時有時也會出現光路,但是由於懸濁液中的顆粒對光線的阻礙過大,使得產生的光路很短。
❼ 1. 溶膠凝膠方法(原理、優點、工藝流程)——可參考《溶膠-凝膠原理與技術》(附件2)
2 納米 TiO 2 粉體的制備
由於納米 TiO 2 具有許多優異性能,其用途相當廣泛,因而其制備受到國內外的極大關注。目前制備納米 TiO 2 粉體的方法主要有兩大類:物理法和化學法。
2.1物理法
制備納米 TiO 2 粉體的物理法主要有濺射,熱蒸發法及激光蒸發法。物理法制備納米粒子是最早的方法,它的優點是設備相對來說比較簡單,易於操作和易於對粒子進行分析,能制備高純粒子,還可制備薄膜和塗層。它的產量較大,但成本較高。
2.2化學法
制備納米 TiO 2 粉體的化學方法主要有液相法和氣相法。液相法包括沉澱法、溶膠 —— 凝膠法和 W/O 微乳液法;氣相法主要有 TiCl 4 氣相氧化法。液相法反應周期長,三廢量較大,雖然能首先得到非晶態粒子,高溫下發生晶型轉變,但煅燒過程極易導致粒子燒結或團聚;氣相氧化法具有成本低、原料來源廣等特點,能快速形成銳鈦型、金紅石型或混合晶型 TiO 2 粒子,後處理簡單,連續化程度高。但此法對技術和設備要求較高。
2.2.1均勻沉澱法制備納米TiO 2
納米顆粒從液相中析出並形成包括兩個過程:一是核的形成過程,稱為成核過程;另一是核的長大過程,稱為生長過程。當成核速率小於生長速率時,有利於生成大而少的粗粒子;當成核速率大於生長速率時,有利於納米顆粒的形成。因而,為了獲得納米粒子必須保證成核速率大於生長速率,即保證反應在較高的過飽和度下進行。
均勻沉澱法制備納米 TiO 2 是利用 CO(NH 2 ) 2 在溶液中緩慢地、均勻地釋放出 OH - 。其基本原理主要包括下列反應:
CO(NH 2 ) 2 +3H 2 O=2NH 3 ·H 2 O+CO 2 ↑ NH 3 ·H 2 O=NH 4 + +OH - TiO 2+ +2OH - =TiO(OH) 2 ↓ TiO(OH) 2 =TiO 2 +H 2 O
在這種方法中,不是加入溶液的沉澱劑直接與 TiOSO 4 發生反應,而是通過化學反應使沉澱在整個溶液中緩慢地生成。向溶液中直接添加沉澱劑,易造成沉澱劑的局部濃度過高,使沉澱中夾有雜質。而在均勻沉澱法中,由於沉澱劑是通過化學反應緩慢生成的,因此,只要控制好生成沉澱劑的速度,就可避免濃度不均勻現象,使過飽和度控制在適當范圍內,從而控制粒子的生長速度,獲得粒度均勻、緻密、便於洗滌、純度高的納米粒子。該法生產成本低,生產工藝簡單,便於工業化生產。
2.2.2溶膠——凝膠法
溶膠 —— 凝膠法是制備納米粉體的一種重要方法。它具有其獨特的優點,其反應中各組分的混合在分子間進行,因而產物的粒徑小、均勻性高;反應過程易於控制,可得到一些用其他方法難以得到的產物,另外反應在低溫下進行,避免了高溫雜相的出現,使產物的純度高。但缺點是由於溶膠 —— 凝膠法是採用金屬醇鹽作原料,其成本較高,其該工藝流程較長,而且粉體的後處理過程中易產生硬團聚。 採用溶膠 —— 凝膠法制備納米 TiO 2 粉體,是利用鈦醇鹽為原料。原先通過水解和縮聚反應使其形成透明溶膠,然後加入適量的去離子水後轉變成凝膠結構,將凝膠陳放一段時間後放入烘箱中乾燥。待完全變成干凝膠後再進行研磨、煅燒即可得到均勻的納米 TiO 2 粉體。有關化學反應如下: 在溶膠 —— 凝膠法中,最終產物的結構在溶液中已初步形成,且後續工藝與溶膠的性質直接相關,因而溶膠的質量是十分重要的。醇鹽的水解和縮聚反應是均相溶液轉變為溶膠的根本原因,控制醇鹽水解縮聚的條件是制備高質量溶膠的關鍵。因此溶劑的選擇是溶膠制備的前提。同時,溶液的 pH 值對膠體的形成和團聚狀態有影響,加水量的多少會影響醇鹽水解縮聚物的結構,陳化時間的長短會改變晶粒的生長狀態,煅燒溫度的變化對粉體的相結構和晶粒大小的影響。總之,在溶膠 —— 凝膠法制備 TiO 2 粉體的過程中,有許多因素影響粉體的形成和性能。因此應嚴格控制好工藝條件,以獲得性能優良的納米 TiO 2 粉體。
2.2.3反膠團或W/O微乳液法
反膠團或 W/O 微乳液法是近十年發展起來的一種新方法。該法設備簡單,操作容易,並可人為控制合成顆粒的大小,在超細顆粒,尤其是納米粒子的制備方
❽ 溶膠凝膠聚乙二醇與陰離子比例一般是多少
溶膠凝膠中怎麼確定各物質之間的比例,還有就是最後乾燥的溫度怎麼確定在該過程中,溶膠的粘度明顯增大,最後形成凝膠,從烘乾往往導致顆粒之間的硬團聚。乾燥過程中,凝膠是從等,對於不同的制備方法,熱處理溫度的影響也各不
❾ 關於溶膠凝膠法
膠體(colloid)是一種分散相粒徑很小的分散體系,分散相粒子的重力可以忽略,粒子之間的相互作用主要是短程作用力。
溶膠(Sol)是具有液體特徵的膠體體系,分散的粒子是固體或者大分子,分散的粒子大小在1~1000nm之間。
凝膠(Gel)是具有固體特徵的膠體體系,被分散的物質形成連續的網狀骨架,骨架空隙中充有液體或氣體,凝膠中分散相的含量很低,一般在1%~3%之間。
簡單的講,溶膠-凝膠法就是用含高化學活性組分的化合物作前驅體,在液相下將這些原料均勻混合,並進行水解、縮合化學反應,在溶液中形成穩定的透明溶膠體系,溶膠經陳化膠粒間緩慢聚合,形成三維空間網路結構的凝膠,凝膠網路間充滿了失去流動性的溶劑,形成凝膠。凝膠經過乾燥、燒結固化制備出分子乃至納米亞結構的材料。
1846年法國化學家J.J.Ebelmen用SiCl4與乙醇混合後,發現在濕空氣中發生水解並形成了凝膠。
20世紀30年代W.Geffcken證實用金屬醇鹽的水解和凝膠化可以制備氧化物薄膜。
1971年德國H.Dislich報道了通過金屬醇鹽水解制備了SiO2-B2O-Al2O3-Na2O-K2O多組分玻璃。
1975年B.E.Yoldas和M.Yamane製得整塊陶瓷材料及多孔透明氧化鋁薄膜。
80年代以來,在玻璃、氧化物塗層、功能陶瓷粉料以及傳統方法難以製得的復合氧化物材料得到成功應用。
溶劑化:
M(H2O)nz+=M(H2O)n-1(OH)(z-1)+H+
水解反應:
M(OR)n+xH2O=M(OH)x(OR)n-x+xROH------M(OH)n
縮聚反應
失水縮聚:-M-OH+HO-M-=-M-O-M-+H2O
失醇縮聚:-M-OR+HO-M-=-M-O-M-+ROH
溶膠-凝膠法應用-鋁膠制備及化學機理
boehmite溶膠
將1M仲丁醇鋁的仲丁醇溶液滴入溫度高於80℃的去離子水中進行水解,生成boehmite沉澱,加入適量1.6M HNO3,使沉澱膠溶,經老化形成穩定的溶膠
鋁鹽溶液中,鋁離子呈水合狀態,即[Al(H2O)6]3+。由於
鋁離子的正電荷與配位水分子中氫離子相斥,使氫離子
釋放出來—水解反應
[Al(H2O)6]3+ = [Al(OH)(H2O) 5]2+ + H+
[Al(OH)(H2O) 5]2+ = [Al(OH)2(H2O) 4] + + H+
[Al(OH)2(H2O) 4]+ = [Al(OH)3(H2O) 3]0 + H+
溶液的Ph值升高,水解程度增大
水解反應生成的沉澱[Al(OH)3(H2O) 3]0在溶液酸度提高時,能夠溶解,變成離子,形成沉澱-膠溶反應(Precipitation-Peptization)
n [Al(OH)3(H2O) 3]0 + xHNO3 =
{ [Al(OH)3(H2O) 3]nHx}x+ + xNO3-
膠溶反應中膠核呈正電性,外層吸附了電量相等的負電離子。
❿ 質譜用 ESI 離子化方式時的負電荷及陰離子哪裡去了
溶劑噴口跟counter electrode (也就是右邊有小孔的黑條)通過霧化後的帶點液滴以及離子形成了一個迴路。所以陰離子是以電子的形式在迴路中流動的。噴口與counter electrode之間形成了一個電場用來加速帶正電的離子。只有一小部分離子能通過小孔,大部分離子碰撞到counter electrode形成迴路。逃離的這部分正電荷使得原來的迴路整體會帶上少量的負電荷,這個我估計是通過接地的辦法解決的。
帶正電荷的離子通過小孔之後進入質量分析器。質量分析器有多種類型,比如扇形磁場、四極桿、飛行時間等等,涉及的原理不同。總之就是想辦法把不同質荷比的離子給區分開來。經過質量分析器分離的離子達到檢測器,記錄下不同質荷比的離子的豐度,就可以形成常見的質譜圖啦。
具有特定質荷比的離子能夠以合適的半徑通過質量分析器達到離子捕集器,形成電信號;而其他質荷比的離子由於偏轉半徑跟質量分析器管道半徑不同,就打到了管壁上,不能到達捕集器。通過改變磁場強度,可以依次讓不同質荷比的離子通過質量分析器,從而掃描整個區間內的所有不同質荷比的離子,最後經過處理,形成質譜。帶一個Na+的分子,其質量增大了23,電荷為+1,形成 M+23離子,通過質量分析器被感應器(離子捕集器)探測到。打到感應器之後其所帶電荷或者通過迴路或者通過接地被中和。至於整個分子在感應器上變成了什麼,這不是質譜所感興趣的。