凝胶经过干燥脱去其间的溶剂成为一种多孔空间结构的干凝胶,最后烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。溶解前驱体溶液溶胶凝胶凝胶水解缩聚老化1.2溶胶-凝胶法的基本原理*金属醇盐溶剂(甲醇、乙醇、水等)催化剂(酸或碱)水解、缩合溶胶陈化、缩聚湿凝胶干凝胶成品干燥热处理醇盐溶胶-凝胶法的基本过程示意图1.2溶胶-凝胶法的基本原理*二、溶胶稳定机制双电层与ζ电位:是溶胶体系中,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(左图)。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(右图)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+++++++----------ABζDistancexfromsurface+++++++++++++++----------------ParticleSurfacechargeliquid1.2溶胶-凝胶法的基本原理1、胶体稳定原理-DLVO理论*二、溶胶稳定机制颗粒间的范德华力:通过平板粒子模型计算1.2溶胶-凝胶法的基本原理1、胶体稳定原理-DLVO理论H双电层的静电排斥能:通过平板粒子模型计算*颗粒间的范德华力双电层静电排斥能粒子间总作用能1.2溶胶-凝胶法的基本原理二、溶胶稳定机制1、胶体稳定原理-DLVO理论粒子间总的相互作用能斥力势能大于引力势能,胶体处于相对稳定状态。引力势能大于斥力势能,粒子相互靠拢发生聚沉。*粒子间距H较大时,双电层未重叠,吸引力起作用,出现极小值a;H缩小到一定距离时发生双电层重叠,排斥力起作用,出现极大值Vmax;H缩短到一定程度时引力又占优,出现极小值b,发生凝胶化。1.2溶胶-凝胶法的基本原理二、溶胶稳定机制1、胶体稳定原理-DLVO理论粒子间总的相互作用能
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