溶胶凝胶法.ppt

文档介绍：关于溶胶凝胶法
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1. 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。
第一节 溶胶－凝胶法基本概念
一、溶胶-凝剂（I2、HgCl2、HgI2）
M=Be、Mg、Al、Tl、Sc、Y、Yb
二、溶胶-凝胶法采用的原料－金属醇盐
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金属醇盐
族
金属
醇盐实例
单金属醇盐
ІA
ІB
ⅡA
ⅡB
ⅢA
ⅢB
ⅣA
ⅣB
ⅤA
ⅤB
Ⅵ
稀土
Li，Na
Cu
Ca，Sr，Ba
Zn
B，Al，Ca
Y
Si，Ge
Pb
P，Sb
V，Ta
W
La，Na
LiOCH3(s)，NaOCH3(s)
Cu(OCH3)2(s)
Ca(OCH3)2(s)，Sr(OC2H5)2(s)，Ba(OC2H5)2(s)
Zn(OC2H5)2(s)
B(OCH3)3(s)，Al(OC3H7)3(s)，Ga(OC2H5)3(s)
Y(OC4H9)3
Si(OC2H5)4(l)，Ge(OC2H5)4(l)
Pb(OC4H9)4(l)
P(OCH3)3(l)， Sb(OC2H5)3(l)
VO(OC2H5)3(l)，Ta(OC3H7)5(l)
W(OC2H5)6(s)
La(OC3H7)(s)，Nb(OC2H5)3(s)
双金属醇盐
La-Al
Mg-Al
Ni-Al
Zr-Al
Ba-Zr
La[Al(iso-OC3H7)4]3
Mg[Al(iso-OC3H7)4]2，Mg[Al(sec-OC4H9)4]2
Ni[Al(iso-OC3H7)4]2
(C3H7O)2Zr[Al(OC3H7)4]2
Ba[Zr(OC2H5)9]2
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常用的金属醇盐
金属元素
金属醇盐
Si
Si(OCH3)4(l)， Si(OC2H5)4(l)，
Si(i-OC3H7)4(l)， Si(i-OC4H9)4
Ti
Ti(OCH3)4(s)， Ti(OC2H5)4(l)，
Ti(i-OC3H7)4(l)， Ti(i-OC4H9)4(l)
Zr
Zr(OCH3)4(s)， Zr(OC2H5)4(s)，
Zr(i-OC3H7)4(s)， Zr(i-OC4H9)4(s)
Al
Al(OCH3)3， Al(OC2H5)3(s)，
Al(i-OC3H7)3(s)， Al(i-OC4H9)3(s)
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四、溶胶-凝胶法基本反应
溶剂化
水解反应（溶胶）
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水解反应
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缩聚反应（凝胶）
失水反应：
失醇反应：
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缩聚反应
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五、金属无机盐、金属醇盐溶胶-凝胶主要反应
金属无机盐在水中水解成胶粒
含胶粒的溶胶经凝胶化后形成凝胶

金属醇盐在溶剂中水解
缩合形成凝胶
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六、水－金属无机盐溶胶-凝胶反应
水-金属无机盐体系的水解反应
金属无机盐在室温下于过
量水中水解，形成溶胶
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脱水凝胶化：胶粒脱水
扩散层中电解质浓度增加
凝胶化能垒逐渐减小。

碱性凝胶化：
水-金属无机盐体系的缩聚反应
调节pH值
减少胶粒表面正电荷
能垒高度降低
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醇-金属醇盐体系的水解反应
七、醇-金属醇盐体系溶胶-凝胶反应
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酸催化（亲电取代）
碱催化（亲核取代）
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醇-金属醇盐体系的缩聚反应
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M(OR)n+xH2OM(OH)x(OR)n-x+xROH
-M-OH + HO-M-  -M-O-M- + H2O
-M-OH + RO-M-  -M-O-M- +ROH
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【例】醇盐水解法制备TiO2
金属醇盐
溶胶
凝胶
干凝胶
产品
水解
缩聚
干燥
煅烧
M(OR)n+xH2OM(OH)x(OR)n-x+xROH
-M-OH + HO-M-  -M-O-M- + H2O
-M-