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下面开始给大家介绍一下溶胶-凝胶溶胶-凝胶法

实际上大家可以再看一下第四章的安排

我首先给大家讲的是水溶液化学 还有经典的结晶理论

通过沉淀法 共沉淀法

实际上很好的给大家阐述了水溶液化学和结晶理论的应用

还在讲沉淀共沉淀法过程中反复给大家强调一点

之所以讲沉淀法 共沉淀法是因为里面涉及到化学反应

是后面理论的溶胶-凝胶溶胶-凝胶法

还有溶剂热法里面的基础

所以讲到溶胶-凝胶溶胶-凝胶法

会简单的略过前面讲的缩合反应还结晶理论

会讲一些溶胶-凝胶溶胶-凝胶法的一些特殊的现象

所以下面和沉淀法和共沉淀法共性的问题

就不再进行讨论了

为了使得这一章节溶胶-凝胶溶胶-凝胶法更多的针对性

希望大家是带着问题去学习这章的内容

溶胶-凝胶法首先要解决的基本性概念一定要清楚的

区分溶胶 凝胶和沉淀的区别

第二个问题是在工业催化剂制备过程中

大家往往会忽略的问题

催化剂或催化材料的成型问题

因为这个问题在工业界

一般把它当做经验规律

希望通过溶胶-凝胶溶胶-凝胶法这一章的学习

让大家去思考实际上经常讲的催化剂的成型问题

它是有科学依据的

所以关于成型问题

希望大家关注这四个方面的小问题

比如说要用氧化物作为粘经剂

应该采用沉淀作为粘结了

还是溶胶做为粘结剂 还是凝胶作为粘结剂

另外成型催化剂的炸条现象怎么避免

所谓的炸条现象是指的催化剂的活性组分

或催化剂载体和活性组分成型 通过粘结剂

成完型会把证它机械强度

要进行焙烧处理

往往是焙烧的过程如果成型不好

焙烧过程中会使得 成型的载体发生破坏

说的比如条形的变成炸裂的过程

这个过程怎么避免

或者是说跟溶胶-凝胶溶胶-凝胶法的基本原理有关联

还有经常讲的催化剂的载体是要提高它催化剂的织构性质

催化剂要成型往往很多时候要引入粘结剂

粘结剂引入以后通过焙烧会造成它织构性质的变化

特别是经常讲的它孔体积 孔径都变小了

如何来尽量避免这样的过程

这三个过程如果能够学会

通过溶胶-凝胶溶胶-凝胶法的原理进行分析

就可以去回答最后的问题催化剂的成型

是否仅仅是经验的规律

还是可以找到它的合理的科学依据

这是讲溶胶-凝胶溶胶-凝胶法

这节内容需要大家去

解决或掌握的两个主要的思考题

所以下面来看一下溶胶-凝胶溶胶-凝胶法的介绍

首先会给大家简单介绍溶胶-凝胶法

介绍一下溶胶-凝胶的性质

希望通过这大家都能够明白

溶胶-凝胶和沉淀的区别

还有会稍微介绍一下

溶胶-凝胶溶胶-凝胶法中的化学反应

还有个工艺

还有一些溶胶-凝胶溶胶-凝胶法的应用

下面首先来看一下溶胶-凝胶溶胶-凝胶法的简介

首先要知道一下溶胶-凝胶法

讲到溶胶和凝胶实际上是两个不同的体系

溶胶是指的是具有液体特征的胶体体系

它是指的大概是粒子在1到100纳米的颗粒

固体颗粒分散在溶剂里面的 液体体系里面

而凝胶是具有具有固体特征的胶体体系

溶胶和凝胶都是胶体

都是有1到100纳米的胶粒组成

但是它们的体系不一样的 溶胶是液体 凝胶是固体

所以说可以把它认为是溶胶是固体在液体中的分散

而凝胶是因为 它固体含量非常高

而液体含量就非常低

所以说这是认为是液体或气体在

凝胶里面的分散的的过程

所以总结出它的区别

溶胶是一种类似溶液状态

所以它粒子是自由运动的

凝胶是固体的形态

所以说固相粒子按一定的形式

特别是生成网状的结构

所以会发现非常重要的特点

这种特殊网状结构会使得凝胶具有非常高的比表面积

为什么会有高的比表面积

首先它网状结构 另外它粒子非常小就1-100纳米

所以这是一种非常好的

高分散的粒径非常均匀的

高表面积的氧化物载体粉末的制备方法

溶胶-凝胶法

为什么会这样 实际上就取决于它的组成的特点

首先它组成粒子非常小而且比较均匀

同时它具有这样特殊的网状结构

而要判断生成的制备的产物

它到底是不是胶体

在中学物理里面实际上很早就给大家介绍了丁达尔现象

所以这个非常典型的现象

通过在胶体里面如果观测到光亮的通道

就可以认为它是胶体

具体到溶胶-凝胶来看一下

在催化剂制备里面指的溶胶-凝胶溶胶-凝胶法

实际上是比较狭义或者是比较经典的方法

它一般指的是把金属盐的前驱体

溶解到水溶液或是其它的溶剂里面

通过水解反应就可以得到它溶胶

因为利用这个水解反应

可以是前面讲的水合离子缩合反应

这缩合反应通过控制它的催化剂或浓度 温度

可以使得它生成

缩合的产物它颗粒可以非常均匀而且尺寸在1-100纳米

这时候就生成溶胶

这溶胶在体系里面它不是沉淀

它能够均匀的存在

在一定条件下比如蒸发

这个在一定条件下进一步反应

就可以缩聚生成凝胶

凝胶再老化就会得到真正的凝胶沉淀

所以这是典型的溶胶-凝胶溶胶-凝胶法制备氧化物的方法

也是这门课给大家讲的最主要的方法

所以具体讲可以把它定义为

溶胶-凝胶溶胶-凝胶法是用

高化学活性组分的化合物 比如说前驱体

在液相条件下它进行均匀混合

可以通过水解缩合反应生成透明的胶体体系

再通过老化得到凝胶

所以溶胶-凝胶法的最重要的特点是

如果用多组分可以均匀性非常好

而且是颗粒均匀性也非常好 比表面积非常大

所以适用于作为一种先进的或高级的

固体催化材料或者固体材料的非常重要的方法

所以到这通过前面分析就给大家总结一下

如何来区别溶胶和凝胶

无非这两点非常简单的把溶胶当做

固体在液体中的分散

把凝胶当作液体在固体中的分散

它水的含量不一样

在讲新内容之前首先给大家介绍例子

这节反反复复会提到的

溶胶-凝胶溶胶-凝胶法刚才说了经典的合成方法里面

为什么说可以用作高级或者先进的氧化物材料

这里给大家举的是

非常典型的在催化剂合成的教科书里面经常讲的

氧化硅合成

氧化硅有四价的硅阴离子

缩合水解生成一单体

它进行缩合反应成二单体

再进行三单体 四单体成这环

环以后就成了颗粒

那这个颗粒比如说到1纳米

这个时候如果采用不同条件下

比如说如果在pH值小于7

或者pH等于7到10的时候

引入了矿化剂会发现

可以生成三维的网状的结构凝胶结构

颗粒颗粒之间编织成网 凝胶结构

而且可以通过控制pH值 控制矿化剂可以控制胶粒的尺寸

也可以从1纳米 5纳米 10纳米 30纳米等等

这样可以得到不同颗粒尺寸的

不同颗粒尺寸的凝胶

同时又可以得到溶胶

可以通过控制

比如pH7-10不采用

金属矿化物它会使得它颗粒

在不同条件下得到不同的尺寸

比如说可以做成1纳米溶胶 5纳米溶胶

10纳米溶胶 30纳米甚至到100纳米

到这大家可以看一下溶胶-凝胶溶胶-凝胶法可以控制

可以控制不同粒径

得到粒径非常均匀的氧化物颗粒

同时既可以通过 球型颗粒

把网状型结构的凝胶结构的控制

这是做技术研究或者做材料研究的人员

研究催化剂模型非常重要的载体

就有这氧化硅

很显然溶胶-凝胶法就有这样特点

所以后面会给大家详细介绍一下溶胶-凝胶法

为什么会有这样特色

或者说它的优势为什么会体现在这里面

这些过程现在可以先提前先讲一下

大家看一下这里面影响因素最多的是

pH值 还有矿化剂的影响

所以一讲到pH值 矿化剂就可以想到

前面讲了水合离子的缩合反应

所以来看一下溶胶-凝胶法的分类

根据溶胶-凝胶的形成成过程

可以作为以下这种分类

第一种可以认为最经典的把高活性的前驱体

当有水作为催化剂存在的情况下

它会水解生成溶胶

溶胶脱聚反应成了凝胶

当然这种方法最主要就发生前面讲的缩合反应

这个时候可能这个化学物

它在有水的条件下

它会发生水解 水解是非常迅速的过程

水解完以后生成羟基

缩合反应生成链增长过程

再看另外的方法还有种

如果在前驱体里面加入化学添加剂生成沉淀

是否可以把加入碱性滴定剂生成沉淀的过程

或加入盐使它生成特殊的颗粒

调节pH值可以帮它去生成成为凝胶的过程

除了这还有另一种的方法

还可以用把前驱体溶液加入配合物

配合物生成稳定的配合物

然后利用络合剂的特点把金属离子包起来

就生成特定的颗粒尺寸的络合物的尺寸

通过蒸发也可以得到凝胶体系

所以大家看一下溶胶-凝胶法实际上有很多种方法

这门课或者催化剂制备过程中

主要给大家讲的是中间这种方法

通过水解方法得到溶胶和凝胶的过程

也是要给大家讲的

氧化硅的合成过程中影响规律

把这三种的胶体形成过程分为这三种

这种是生成了胶体型的溶胶-凝胶法

这种是无机聚合物型的溶胶-凝胶法

一种是络合物形的溶胶-凝胶法

这个大家简单的了解就可以了

最主要关注的是第二种

就关于无机聚合物型的溶胶-凝胶法

制备氧化物载体的化学过程和物理过程