作业帮RT:关于溶胶凝胶法,制备羟基磷灰石时候的水解法的过程和用途~
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/10 10:36:06
RT:关于溶胶凝胶法,制备羟基磷灰石时候的水解法的过程和用途~
RT:关于溶胶凝胶法,制备羟基磷灰石时候的水解法的过程和用途~
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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.
溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系,分散的粒子是固体或者大分子,分散的粒子大小在1～1000nm之间.
凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的网状骨架,骨架空隙中充有液体或气体,凝胶中分散相的含量很低,一般在1％～3％之间.
简单的讲,溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶.凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料.
1846年法国化学家J.J.Ebelmen用SiCl4与乙醇混合后,发现在湿空气中发生水解并形成了凝胶.
20世纪30年代W.Geffcken证实用金属醇盐的水解和凝胶化可以制备氧化物薄膜.
1971年德国H.Dislich报道了通过金属醇盐水解制备了SiO2-B2O-Al2O3-Na2O-K2O多组分玻璃.
1975年B.E.Yoldas和M.Yamane制得整块陶瓷材料及多孔透明氧化铝薄膜.
80年代以来,在玻璃、氧化物涂层、功能陶瓷粉料以及传统方法难以制得的复合氧化物材料得到成功应用.
溶剂化：
M(H2O)nz+=M(H2O)n-1(OH)(z-1)+H+
水解反应：
M(OR)n+xH2O=M(OH)x(OR)n-x+xROH------M(OH)n
缩聚反应
失水缩聚：-M-OH+HO-M-=-M-O-M-+H2O
失醇缩聚：-M-OR+HO-M-=-M-O-M-+ROH
溶胶－凝胶法应用-铝胶制备及化学机理
boehmite溶胶
将1M仲丁醇铝的仲丁醇溶液滴入温度高于80℃的去离子水中进行水解,生成boehmite沉淀,加入适量1.6M HNO3,使沉淀胶溶,经老化形成稳定的溶胶
铝盐溶液中,铝离子呈水合状态,即[Al(H2O)6]3+.由于
铝离子的正电荷与配位水分子中氢离子相斥,使氢离子
释放出来—水解反应
[Al(H2O)6]3+ = [Al(OH)(H2O) 5]2+ + H+
[Al(OH)(H2O) 5]2+ = [Al(OH)2(H2O) 4] + + H+
[Al(OH)2(H2O) 4]+ = [Al(OH)3(H2O) 3]0 + H+
溶液的Ph值升高,水解程度增大
水解反应生成的沉淀[Al(OH)3(H2O) 3]0在溶液酸度提高时,能够溶解,变成离子,形成沉淀-胶溶反应（Precipitation-Peptization）
n [Al(OH)3(H2O) 3]0 + xHNO3 =
{ [Al(OH)3(H2O) 3]nHx}x+ + xNO3-
胶溶反应中胶核呈正电性,外层吸附了电量相等的负电离子.