文档介绍：溶胶－凝胶合成法
Sol-gel method
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目 录
基本概念
溶胶-凝胶法发展历程
溶胶-凝胶基本原理
溶胶-凝胶合成方法的适用范围
溶胶-凝胶工艺过程
溶胶-凝胶合成方法应用举例
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溶胶－凝胶基本概念
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溶胶－凝胶法的基本概念
胶体（colloid）是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的重力可以忽略，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。
溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1～100nm之间。
凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。
溶胶
无固定形状
固相粒子自由运动
凝胶
固定形状
固相粒子按一定网架结构固定不能自由移动
* 特殊的网架结构赋予凝胶很高的比表面积 *
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溶胶－凝胶法：就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
溶胶－凝胶法的基本概念
溶解
前驱体
溶液
溶胶
凝胶
凝胶
水解
缩聚
老化
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溶胶凝胶发展历程
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溶胶－凝胶法的发展历程
1846年Ebelmen
发现凝胶
20世纪30年代
1971年Dislich制备了SiO2-B2O-Al2O3-Na2O-K2O多组分玻璃
1975年Yoldas 和 Yamane得到整块陶瓷和透明氧化铝膜
80年代后
玻璃、氧化物涂层
功能陶瓷粉料
复合氧化物陶瓷材料
重要化学合成方法
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溶胶－凝胶基本原理
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-DLVO理论
1、双电层与ζ电位
溶胶体系中，由于静电引力的存在会使溶液中的反离子向颗粒表面靠拢，并排斥同离子，固体表面电荷与溶液中反电荷形成了双电层结构。
被吸附的离子与固体表面结合牢固，固体和液体相对运动时，固体带动部分反离子一起滑动。AB面是发生电动现象时的实际滑动面，滑动面上的电位即ζ电位。ζ电位等于零时的pH点成为等电点。
φ0
+
+
+
+
+
+
+
－
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－
－
－
－
－
－
－
－
A
B
ζ
Distance x from surface
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+
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Particle
Surface charge
liquid
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1. 胶体稳定原理-DLVO理论
一种关于胶体稳定性的理论。由德亚盖因和兰多于1941年，弗韦与奥弗比克于1948年各自提出。因此，通常以四人名字的起首字母命名该理论，他们认为溶胶在一定条件下能否稳定存在取决于胶粒之间相互作用的位能。总位能等于范德华吸引位能和由双电层引起的静电排斥位能之和。
这两种位能都是胶粒间距离的函数，吸引位能与距离的六次方成反比，而静电的排斥位能则随距离按指数函数下降。
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