DLVO理论要点

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1、DLVO理论要点胶粒既存在斥力位能，也存在吸力位能。前者是带电胶粒靠拢时扩散层重叠时产生的静电排斥力；而后者是长程范德华力所产生的吸力位能，与距离的一次方或二次方成反比，或是更复杂的关系。胶粒间存在的斥力位能和吸力位能的相对大小决定了系统的总位能，亦决定了胶体的稳定性。当斥力位能>吸力位能，并足以阻止胶粒由于布朗运动碰撞而粘结时，胶体稳定，而当吸力位能>斥力位能时，胶粒靠拢而聚沉。调整其相对大小，可改变胶体的稳定性。斥力位能、吸力位能及总位能随胶粒间距离而改变。由于UR和UA与距离的关系不同，会出现在一定距离范围内吸力占优；而在另一范围内斥力占优的现象。理论推导

2、的斥力位能和吸力位能公式表明，加入电解质对吸力位能影响不大，但对斥力位能有很大影响。电解质加入会导致系统总位能的变化，适当调整可得到相对稳定的胶体系统。适用范围：稀体系，电解质，稳定的憎水胶体颗粒间的范德华引力主要由静电作用、诱导作用、色散作用和电子云间的斥力构成，可近似用兰纳-琼斯位能函数式表示，Hamaker假设H.C.Hamaker(1937)假设：一个颗粒所包含的分子之间的相互作用具有加和性，由此可得颗粒间的相互作用位能EvdW。哈梅克常数AH决定于、等，或颗粒中分子的极化率、电容率的分子特性。60年代以后，采用量子电动力学方法，计入了多体相互作用（

3、不采用对加和性）。发现AH随颗粒间距变化，故当h很小或很大时，高次项可略，这时，与h成反比。颗粒间的范德华引力使颗粒互相趋近而聚结，不利于稳定。胶粒间的长程vanderWaals引力Keeson力：Debye力：London力：由Hamaker结果：颗粒间的静电斥力颗粒的表面电荷颗粒通过不同途径常能得到电荷。当颗粒表面带有电荷，在颗粒-溶液界面上即产生扩散双电层。当它们互相接近，两个双电层相互重叠，即产生静电斥力，相应的静电位能随距离的变化为：Me为溶剂电容率，Z为溶液中离子的电荷数，为表面电势。此式为正值，随距离增大呈指数衰减。颗粒间的静电斥力使颗粒互相远离

4、，有利于稳定胶粒双电层重叠时的静电斥力的影响因素：1/2(1)电解质浓度：n0，n0(2)反离子价数z：z(3)粒子距离：URexp(-2d)两球形胶粒双电层重叠时的斥力位能胶体稳定状态要求UR增加：提高胶粒的表面电位0。增大扩散双电层厚度-1。（加入适量的低价电解质）DLVO理论综合考虑颗粒间的范德华引力和静电斥力，以解释静电稳定胶体的稳定机制。总位能随h的变化为：当颗粒动能较小时，不能越过能垒而相互靠近；只有当动能很高时，方能越过能垒而聚沉。这就很好地说明了溶胶是一种亚稳的系统。能垒愈高，稳定的时间愈长。能垒高度为零，这时系统极不稳定，只要

5、粒子相遇就要聚沉。胶体的稳定机制——高分子保护胶体随着化学工业的发展，大量合成高分子问世，使高分子稳定胶体成为制备稳定胶体系统的主要手段。不论用天然的还是合成的高分子来保护胶体，其优点在于：(a)对电解质不敏感；(b)不仅用于以水为介质，也可用于非水介质；(c)固含量可以很高；(d)絮凝往往是可逆的。这四个优点正是静电稳定胶体的不足之处高分子能够保护胶体的机制主要是位阻效应。在颗粒表面的高分子形成了厚度为d的保护层，它们阻止了颗粒的聚结。敏化作用有时加少量高分子反而使胶体系统失稳。例如明胶使As2S3溶胶聚沉，有些高聚电解质可作为絮凝剂等。敏化的机制往往和桥形吸

6、附有关。作为保护胶体，高分子等物质在颗粒上吸附形成保护层，但使用不当，会使分散颗粒絮凝。（1）电荷中和效应：在电排斥力稳定的胶体中，相反电荷的高分子通过静电引力吸附与颗粒表面，中和颗粒表面电荷，使电斥力下降。（2）搭桥效应：当高分子浓度较低时，长的高分子使颗粒相连，而发生絮凝。增加浓度，可防止絮凝，但浓度过大，也有影响。（3）高分子的分子链段与介质的相溶形，特别是混合溶剂，会改变其相溶形。理论考虑高分子稳定胶体的理论必须考虑如下因素：1)高分子与颗粒表面的相互作用；2)高分子与分散介质的相互作用；3)高分子与高分子的相互作用；4)高分子在表面的各种形态，如队列、

7、环形、尾形等；5)不仅分析位能变化，还要分析由于构型变化以及高分子链的弹性所引起的熵变的贡献。胶体系统的破坏聚沉的原因胶体系统失稳，颗粒絮凝或聚结造成沉淀，称为聚沉。当颗粒间距处于Em1时，形成稳定的缔合体。聚沉决定于能垒Eb的高低造成聚沉的因素（1）电解质对于静电稳定胶体，电解质是最敏感的因素。对于高分子保护胶体，必须加大量电解质才能使之破坏，其机制主要是盐析作用。（2）絮凝剂除了电解质外，常用的还有高分子物质包括高分子电解质，以及一些表面活性剂。通过在不同颗粒间的成桥作用或将已吸附的高分子物质取代，而使高分子保护胶体失稳。（3）温度通常升高温度加强了颗粒间的

8、碰撞，将加速聚沉。对于高