胶 体 与 界 面 化 学

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1、胶体与界面化学胶体与界面化学中北大学化工与环境学院李丹福摘要：介绍了胶体与界面化学的历史与发展和我国胶体与界面化学发展，还着重介绍了表面活性剂的发展与应用。关键字：胶体与界面化学表面活性剂发展应用1前言胶体与界面化学是研究胶体分散体系和界面现象的一门科学，与能源、材料、生物、化学制造和环境科学有着密切的关系，并渗透到国民经济的各个领域中。所涉及到其中的一些重大科学问题，如土壤改良、功能与复合材料、三次采油、浆体的管道运输、人造血浆、药物缓释与定向、摩擦与润滑和油漆涂料等，与国家安全、能源开发、环境保护和人民生活等方面密切相关，因此在社会与经济可持续发展中具有重要

2、地位[1]。胶体与界面化学是一门古老的科学。他的历史比较一致的看法是从1862年开始的，创始人是英国科学家ThomasGraham，他系统研究过许多物质的扩散速度，并首先提出晶体和胶体（colloid）的概念，制定了许多名词用来形容他所发现的事实，如溶胶（sol）、凝胶（gel）、胶溶（peptizatiion）、渗析(dialysis)、离浆（syneresis）。尽管在这一时期积累了大量的经验和知识，但是胶体化学真正为人们所重视并获得较大的发展是从1903年开始的，这时Zsigmondy（德）发明了超显微镜，肯定了溶胶的一个根本问题——体系的多相性，从而明确

3、了胶体化学是界面化学。1965年召开的美国第39届胶体与表面科学会议，共有文章44篇，其中7篇来自国外；1975年的第49届会议，共有文章154篇，其中70篇来自国外；1985年的第50届和第5届国际表面和界面科学会议，共有708篇文章，其中一半来自国外，有1000人参加。从这些数字可以看出，胶体与表面科学在这二十年处于一个十分活跃的蓬勃发展的阶段。近年来，由于实验技术的不断发展（像超离心机、光散射、X射线、多种电子显像镜、红外线以及各种能谱等的应用），又使胶体和表面化学在微观研究中跃进了一大步。[2~3]第6页共6页胶体与界面化学我国胶体与界面化学的发展基本上

4、是从解放后开始的，著名的化学家傅鹰院士是我国胶体与界面化学的主要奠基人，其对吸附理论的研究在国际上达到了很高的水平。改革开放以来，特别是1982年以来的30年，我国胶体与界面化学学科得到了长足的发展，进10年发展尤为迅猛。1983年成立了中国化学会物理化学专业委员会胶体与界面化学学科组，该学科经过了23年的建设和发展，于2006年升格为胶体与界面化学专业委员会。1983年召开了第一届全国胶体与界面化学会议，迄今已经举行过13届了，从历年全国胶体与界面化学会议的与会代表数可以看出，30年来我国的胶体与界面化学处于蓬勃发展的阶段，大批的青年学者加入到胶体与界面化学的

5、科研队伍中，一批胶体与界面化学学者在国际上已经具有影响，一批研究突破已经引起国际同行的密切关注和认可。2006年10月15日至20日，第12届国际界面与胶体科学大会在北京国际会议中心隆重举行。本次会议充分代表了国际胶体与界面化学学科的研究水平，展示了各国学者的研究成果和最新进展，也是对中国胶体与界面科学家研究水平重视和承认的例证。社会的需要推动着这门学科的发展，我仅举表面活性剂的发展来说明这个问题。表面活性剂是指能以较低的浓度就能显著降低溶剂表面张力的物质，其分子结构有着共同的特点，即分子都是由非极性的憎水基与极性的亲水基两部分构成，结构与性能截然相反的分子碎片

6、或基团处于同一分子的两端，并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构。因而这类分子具有既亲水又亲油，但又不是整体亲水或亲油的特性，这种特有结构通常被称之为“双亲结构”。2表面活性剂的分类表面活性剂按分子结构和性质可以分为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和其他表面活性剂。通常使用的表而活性剂，其憎水基是碳氢烃基，分子中还可能含有氧、氮、硫、氯、溴和碘等元素，称为碳氢表面活性剂或普通表面活性剂。含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性剂则称为特种表面活性剂。由于氟、硅、磷和硼等元素的引入而赋予表面活性剂更独特、优异的性能。含氟表面

7、活性剂是特种表而活性剂中最重要的品种之一。[4~5]2.1阴离子表面活性剂第6页共6页胶体与界面化学阴离子表面活性剂是亲水基为阴离子部分的表面活性剂，是由疏水性的阴离子与亲水性的阳离子形成的盐类。其中磺酸盐型和硫酸(酯)盐型阴离子表面活性剂产量最大，应用最广。最主要的磺酸盐生产工艺为磺氧化、氯磺化和磺化工艺。磺化反应器是生产磺酸盐/硫酸(酯)盐型阴离子表面活性剂的关键设备。2.2非离子表面活性剂非离子表面活性剂是在水中不解离的表面活性剂，它不受水质的影响，性质稳定，有良好的乳化、润湿、分散、助溶等性能。其按分子结构可分为聚氧乙烯衍生物、聚醚、烷基醇酰胺、脂肪酸多

8、元醇酯和烷基多苷等。聚氧