溶胶凝胶法的基本原理,1. 溶胶凝胶方法(原理、优点、工艺流程)——可参考《溶胶-凝胶原理与技术》(附件2)

2021-01-10 12:21:09 字数 4089 阅读 2681

1楼:啊宝me7啀

将酯类化合物或金属醇盐溶于有机溶剂中,形成均匀的溶液,然后加入其他组分,在一定温度下反应形成凝胶,最后经干燥处理制成产品。

溶胶-凝胶法的基本原理?

2楼:匿名用户

溶胶-凝胶法的基本原理:将金属的醇盐或无机盐水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶,然后使溶质集合胶化,制成薄膜或直接干燥,热处理去除有机成分,最后得到纳米微粒或块体无机材料。

1. 溶胶凝胶方法(原理、优点、工艺流程)——可参考《溶胶-凝胶原理与技术》(附件2)

3楼:匿名用户

2 纳米 tio 2 粉体的制备

由于纳米 tio 2 具有许多优异性能,其用途相当广泛,因而其制备受到国内外的极大关注。目前制备纳米 tio 2 粉体的方法主要有两大类:物理法和化学法。

2.1物理法

制备纳米 tio 2 粉体的物理法主要有溅射,热蒸发法及激光蒸发法。物理法制备纳米粒子是最早的方法,它的优点是设备相对来说比较简单,易于操作和易于对粒子进行分析,能制备高纯粒子,还可制备薄膜和涂层。它的产量较大,但成本较高。

2.2化学法

制备纳米 tio 2 粉体的化学方法主要有液相法和气相法。液相法包括沉淀法、溶胶 —— 凝胶法和 w/o 微乳液法;气相法主要有 ticl 4 气相氧化法。液相法反应周期长,三废量较大,虽然能首先得到非晶态粒子,高温下发生晶型转变,但煅烧过程极易导致粒子烧结或团聚;气相氧化法具有成本低、原料**广等特点,能快速形成锐钛型、金红石型或混合晶型 tio 2 粒子,后处理简单,连续化程度高。

但此法对技术和设备要求较高。

2.2.1均匀沉淀法制备纳米tio 2

纳米颗粒从液相中析出并形成包括两个过程:一是核的形成过程,称为成核过程;另一是核的长大过程,称为生长过程。当成核速率小于生长速率时,有利于生成大而少的粗粒子;当成核速率大于生长速率时,有利于纳米颗粒的形成。

因而,为了获得纳米粒子必须保证成核速率大于生长速率,即保证反应在较高的过饱和度下进行。

均匀沉淀法制备纳米 tio 2 是利用 co(nh 2 ) 2 在溶液中缓慢地、均匀地释放出 oh - 。其基本原理主要包括下列反应:

co(nh 2 ) 2 +3h 2 o=2nh 3 ·h 2 o+co 2 ↑ nh 3 ·h 2 o=nh 4 + +oh - tio 2+ +2oh - =tio(oh) 2 ↓ tio(oh) 2 =tio 2 +h 2 o

在这种方法中,不是加入溶液的沉淀剂直接与 tioso 4 发生反应,而是通过化学反应使沉淀在整个溶液中缓慢地生成。向溶液中直接添加沉淀剂,易造成沉淀剂的局部浓度过高,使沉淀中夹有杂质。而在均匀沉淀法中,由于沉淀剂是通过化学反应缓慢生成的,因此,只要控制好生成沉淀剂的速度,就可避免浓度不均匀现象,使过饱和度控制在适当范围内,从而控制粒子的生长速度,获得粒度均匀、致密、便于洗涤、纯度高的纳米粒子。

该法生产成本低,生产工艺简单,便于工业化生产。

2.2.2溶胶——凝胶法

溶胶 —— 凝胶法是制备纳米粉体的一种重要方法。它具有其独特的优点,其反应中各组分的混合在分子间进行,因而产物的粒径小、均匀性高;反应过程易于控制,可得到一些用其他方法难以得到的产物,另外反应在低温下进行,避免了高温杂相的出现,使产物的纯度高。但缺点是由于溶胶 —— 凝胶法是采用金属醇盐作原料,其成本较高,其该工艺流程较长,而且粉体的后处理过程中易产生硬团聚。

采用溶胶 —— 凝胶法制备纳米 tio 2 粉体,是利用钛醇盐为原料。原先通过水解和缩聚反应使其形成透明溶胶,然后加入适量的去离子水后转变成凝胶结构,将凝胶陈放一段时间后放入烘箱中干燥。待完全变成干凝胶后再进行研磨、煅烧即可得到均匀的纳米 tio 2 粉体。

有关化学反应如下: 在溶胶 —— 凝胶法中,最终产物的结构在溶液中已初步形成,且后续工艺与溶胶的性质直接相关,因而溶胶的质量是十分重要的。醇盐的水解和缩聚反应是均相溶液转变为溶胶的根本原因,控制醇盐水解缩聚的条件是制备高质量溶胶的关键。

因此溶剂的选择是溶胶制备的前提。同时,溶液的 ph 值对胶体的形成和团聚状态有影响,加水量的多少会影响醇盐水解缩聚物的结构,陈化时间的长短会改变晶粒的生长状态,煅烧温度的变化对粉体的相结构和晶粒大小的影响。总之,在溶胶 —— 凝胶法制备 tio 2 粉体的过程中,有许多因素影响粉体的形成和性能。

因此应严格控制好工艺条件,以获得性能优良的纳米 tio 2 粉体。

2.2.3反胶团或w/o微乳液法

反胶团或 w/o 微乳液法是近十年发展起来的一种新方法。该法设备简单,操作容易,并可人为控制合成颗粒的大小,在超细颗粒,尤其是纳米粒子的制备方

4楼:匿名用户

这个问题是什么意思?……想要这本书吗?

5楼:匿名用户

这个要说就复杂了 类型很多 还是看书吧

共沉淀法和溶胶凝胶法有什么不同,从原理方面说明?

6楼:衣整狮子

本质区别在于生成物的直径不同,沉淀的生成物半径大于1000纳米,而溶胶的半径处于1~1000纳米之间!!!

最简单的区别方法就是丁达尔现象,直接用一束光照射就可以!!

还可以用电泳等现象..不用化学反应

什么叫溶胶-凝胶法,有什么特点?

7楼:匿名用户

溶胶-凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中,然后经过水解反应生成活性单体,活性单体进行聚合,开始成为溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶,经过干燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料。.

溶胶-凝胶法与其它方法相比具有许多独特的优点: (1)由于溶胶-凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液,因此,就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性,在形成凝胶时,反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。 (2)由于经过溶液反应步骤,那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素,实现分子水平上的均匀掺杂。

(3)与固相反应相比,化学反应将容易进行,而且仅需要较低的合成温度,一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内,而固相反应时组分扩散是在微米范围内,因此反应容易进行,温度较低。 (4)选择合适的条件可以制备各种新型材料。 溶胶一凝胶法也存在某些问题:

首先是目前所使用的原料**比较昂贵,有些原料为有机物,对健康有害;其次通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长,常需要几天或儿几周:第三是凝胶中存在大量微孔,在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物,并产生收缩。 溶胶一凝胶法也存在某些问题:

通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长(主要指陈化时间),常需要几天或儿几周;还有就是凝胶中存在大量微孔,在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物,并产生收缩

溶胶凝胶法的优缺点

8楼:匿名用户

溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法,在软化学合成中占有重要地位。在制备玻璃、陶瓷、薄膜、纤维、复合材料等方面获得重要应用,更广泛用于制备纳米粒子。溶胶-凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中,然后经过水解反应生成活性单体,活性单体进行聚合,开始成为溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶,经过千燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料。

其最基本的反应是:

(l)水解反应:m(or)n + h2o → m (oh) x (or) n-x + xroh

(2) 聚合反应:-m-oh + ho-m- → -m-o-m-+h2o

-m-or + ho-m- → -m-o-m-+roh

溶胶-凝胶法与其它方法相比具有许多独特的优点:

(1)由于溶胶-凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液,因此,就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性,在形成凝胶时,反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。

(2)由于经过溶液反应步骤,那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素,实现分子水平上的均匀掺杂。

(3)与固相反应相比,化学反应将容易进行,而且仅需要较低的合成温度,一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内,而固相反应时组分扩散是在微米范围内,因此反应容易进行,温度较低。

(4)选择合适的条件可以制备各种新型材料。

溶胶一凝胶法也存在某些问题:首先是目前所使用的原料**比较昂贵,有些原料为有机物,对健康有害;其次通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长,常需要几天或儿几周:第三是凝胶中存在大量微孔,在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物,并产生收缩。