分散与絮凝作用.ppt

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1、第十章分散与絮凝作用分散作用一般是指把一种物质分散于另一种物质中以形成分散体系的作用。①粗分散体系：质点大小大于0.5um的分散体系②胶体分散体系：质点大小在0.5um～1nm③分子分散溶液质点小于1nm分散介质分散相体系名称气液雾（气溶胶）气固烟（气溶胶）液气泡沫液液乳状液液固分散体（悬浮体）固气固体泡沫固液固体乳状液固固固体悬浮体表10-1分散体系固溶胶烟水晶有色玻璃雾气溶胶烟白云10.1分散体系的形成10.1.1分散法1固体粒子的分散过程1)使粉体润湿，将附着于粉体上的空气以液体介质取代；2)使固体粒子团簇破碎和分散;3)阻止已分散的

2、粒子再聚集分散法与凝聚法1）固体粒子的润湿当铺展系数SL/S>o时，固体粒子就会被介质完全润湿，此时接触角θ＝002）粒子团的分散或碎裂式中ΔP——毛管力；γLV——液体的表面张力；θ——液体在毛管壁的接触角。高能表面，液体在毛管壁的接触角一般θ<900，毛管力ΔP会加速液体的渗透，加之表面活性剂能使γLV降低，因此有利于渗透过程的进行。低能表面,液体在其毛细管壁上的接触角θ>900，因此ΔP为负值，与固—液界面扩展的方向相反对渗透起阻止作用。当表面活性剂加入后，θ>900变为θ<900结果使毛管力由ΔP<0变为ΔP>0而加速了液体在缝隙中

3、渗透。渗透速度：式中，l是t时间内液体沿孔隙渗入的距离；r是粉体缝隙。η是液体粘度。阴离子表面活性剂,非离子表面活性剂：阳离子表面活性剂：1阴离子表面活性剂通过范德华相吸力克服静电排斥力或通过镶嵌方式而被吸附于缝隙的表面，使表面因带同种电荷使排斥力增强，以及渗透水产生渗透压共同作用使微粒间的绞结强度降低，减少了固体粒子或粒子团碎裂所需的机械功，从而使粒子团被碎裂或使粒子碎裂成更小的晶体，并逐步分散在液体介质中。2非离子表面活性剂通过范德华力被吸附于缝隙壁上，非离子表面活性剂存在不能使之产生电排斥力但能产生熵斥力及渗透水化力使粒子团中微裂缝间

4、的绞结强度下降而有利于粒子团碎裂。3阳离子表面活性剂以季铵阳离子吸附于缝隙壁带负电荷的位置上而以疏水基伸入水相，使缝隙壁的亲水性下降，接触角θ增大甚至θ>900，导致毛管力为负，阻止液体的渗透，所以阳离子表面活性剂不宜用于固体粒子的分散。3）阻止固体微粒的重新聚集表面活性剂吸附在固体微粒的表面上，增加了防止微粒重新聚集的能障，并且由于所加的表面活性剂降低了固—液界面的界面张力，即增加分散体系的热力学稳定性。2粒子分散机理二维气体作用下微隙缝发展变大的示意图60um是机械粉碎极限。3分散方法1）研磨法设备有球磨机、胶体磨和研压机等。利用设备的

5、刚性材质与待分散物质相互碰撞和磨擦，将固体磨碎、磨细的。表面活性剂作为稳定剂,吸附在粒子上，进入隙缝内起二维气体作用，提高了粉碎效果，又起到稳定和保护作用。硫胶体体系2）超声波分散法超声波振荡是指频率高于声频(16000Hz)的机械振荡。超声波使介质中的物休分散开来，得到均匀的分散体系。3)电分散法电分散法主要用于制备金属水溶胶。4）胶溶法胶溶法是将暂时凝聚下来的分散相重新分散。许多新鲜沉淀经洗涤除去过多的电解质，再加入适量的稳定剂(亦称胶溶剂)后，则又可转变为溶胶，这种作用称为胶溶作用。（1）吸附法吸附法是指在新沉积下来的沉淀中加入某种电

6、解质离子，沉淀吸附离子后带上—定电荷建立起双电层，由于沉淀粒子的双电层发生静电排斥作用而分离开来。。Fe(OH)3(沉淀)Fe(OH)3(溶胶)AgCl(溶胶)AgCl(沉淀)（2）表面溶解法加入的胶溶剂与沉淀粒子表面的分子发生反应生成可溶性化合物，然后解离在粒子的表面形成双电层，使沉淀粒子胶溶。例如，将新生成的Fe(OH)3沉淀洗净后．加入适量的稀硫酸，则生成红棕色沉淀。Fe(OH)3+HClFeOClFeO++Cl－（3）沉淀洗涤法沉淀洗涤法适用于分散粒子的双电层因受体系中的反离子压缩而导致絮凝沉淀的情形。对于这种沉淀只要用水洗涤，将过

7、量的离子降低到一定的浓度，粒子的双电层即可恢复，在静电排斥作用下沉淀粒子胶溶。例如，在氯化铝和氯化镁的混合溶液中加入稀氨水，得到铝、镁的氢氧化物混合沉淀，用水洗涤沉淀并放置一段时间后，沉淀即胶溶。10.1.2凝聚法凝聚法原则上形成分子分散的过饱和溶液，然后从此溶液中沉淀出胶体分散度大小的物质。1化学凝聚法该法是通过化学反应使生成物呈过饱和状态，然后生成粒子，最后结合成胶体粒子而形成溶胶。1）还原反应:2HAuCl4(稀溶液)+3HCHO(少量)+11KOH2Au+3HCOOK+8KCl+8H2O金、银、铂等贵金属的溶胶可以通过还原反应来制备

8、2）水解反应：铁、铝、铬、铜钒等金属的氢氧化物溶胶可通过它们的盐类水解制得。3）氧化法：用硝酸等氧化剂氧化硫化氢溶液，可以制得硫溶胶，2H2S+O2→2S+2H2O4）离子平衡硝