《胶体与界面化学》思考题20131029

《胶体与表面化学》复习思考题一、凝胶1.什么是凝胶？有何特征（两个不同）？2.举例说明什么是弹性和非弹性凝胶？3.试述凝胶形成的基本条件？4.凝胶形成的方法有哪几种？5.凝胶的结构分为哪4种类型？6.溶胶≒凝胶转变时有哪些现象？7.要制备很浓的明胶溶液而又不使胶凝，应加入什么物质比较好？为什么？8.什么是凝胶的触变作用？简单叙述其机理？9.什么是负触变作用？绝大部分为什么体系？10.什么是离浆作用？为什么？11.什么是凝胶的有限膨胀和无限膨胀？其膨胀速度符合什么动力学特征？12.试述凝胶膨胀的两个阶段。13.物质在凝胶中扩散速率减慢的原因是什么？14.试述凝胶色谱（GPC）技术的基本原理？15.试用Ostwald的过程和理论解释Liesegang环现象。16.形成Liesegang环的必要条件是什么？17.目前高吸水性材料其吸水量约可达自身质量的多少倍？18.试述高吸水性凝胶的结构、组成和吸水性能的关系。19.什么是高吸油性树脂？其吸油能力主要起源于什么作用力？20.高吸油树脂的吸油机理是什么？21.水凝胶中的水按作用力的强弱可分为哪4种状态？22.什么气凝胶？有哪些主要特点和用途？二、表面活性剂的洗涤作用1．如何评价洗涤剂性能的优劣2．简述液体污垢去除的过程3．油污完全去除的条件是什么？4．简述固体污垢去除机理。5．影响洗涤作用的因素有哪些？哪些是主要因素？哪些是次要因素？为什么？6．助洗剂有哪些主要类型？在洗涤过程中起何作用？7．解释肥皂等洗涤剂在使用中出现皂垢和浴缸圈的原理。如何改善？8．简述洗涤过程。9．污垢分为哪几类？10．试分析污垢的粘附力。11．分析阳离子SAA不作为洗涤剂的原因。12．简述主要主洗剂的类型13．用作抗再沉积剂的羧甲基纤维酸钠有什么要求？14．重垢、轻垢洗衣粉配方各组分的作用及有关要求。15．试述洗涤剂的发展趋势。16．简述光学白度法测定去污力的过程。17．SAA临界排列参数与自组排列有何关系？18．简述SAA调控自组对除油能力的经验规律。19．简述干洗的原理20.脂肪酶在洗涤剂中的主要作用是什么？21.在洗涤剂中作为柔和剂的SAA主要是什么物质？22.试分析钙皂的形成和钙皂分散剂的作用？23.请分析美国轻垢洗涤剂的配方。24.洗涤剂去污力如何测定？三、表面活性剂基本知识1.现代胶体化学研究的对象和内容；2.试述真溶液、胶体溶液、乳状液、微乳状液的粒度范围；3.高分子溶液为什么也纳入胶体体系一起讨论和学习？4．表面活性剂的化学结构及特点是什么？8．表面活性剂有哪些类型举例说明。3．表面活性剂的水溶液的特点是什么？4．何谓表面活性？5写出APG的结构式，并说明其特性以及在洗涤剂中的作用。6．AOS、LAS、Span、Tween、AES等代号各表示什么物质？7．7．解释“Kraff”点和“浊点”的含义和规律。8．什么是SAA的HLB值，有什么作用？四、乳状液1.什么是乳状液？一般分为哪几类？2.常用制备乳状液的分散手段有哪几种？对这些方法，你有何评价？3.什么是乳状液制备的转相乳化法？4.什么是乳状液制备的瞬间成皂法？5.分散时间和振荡方式对分散度有何影响？6.有一乳状液呈蓝白色的外观，你认为其液滴大小在何范围内？7.有一乳状液呈乳白色的外观，你认为其液滴大小在何范围内？8.有一乳状液呈透明的外观，你认为其液滴大小在何范围内？9.乳状液的电导的大小决定于外相还是内相？O/W型和W/O乳状液哪一种电导率大？10.有一乳状液滴入蒸馏水，立即散开，可能为何种乳状液？11.有一乳状液，加入亚甲蓝溶液，可在显微镜下观察有一个一个的蓝色的圆圈，可能为何种乳状液？12.乳化剂可使乳状液稳定的原因是什么？13.一般情况下乳状液的粘度由内相还是外相决定？14.乳状液的电导性能与乳状液的类型有何关系？15.试述油水界面复合膜对乳状液稳定性的影响？16.粘度、界面电荷、液滴大小如何影响乳状液的稳定性？17.固体粉末（如CaCO3和松香等）为什么可以作为乳化剂？CaCO3和松香可作为什么类型的乳状液的乳化剂？18.不同类型乳状液的乳化剂，要求表面活性剂的HLB值在何范围？19.试述微乳状液的混合膜模型理论。20.试述乳化剂选择的HLB法。21.THLB可帮助选择合适的非离子表面活性剂作乳化剂其一般的要求是什么？22.试述破乳的常用方法？23.原油是什么乳状液？乳化剂大致为什么物质？破乳常用什么方法？24.原油破乳剂有何特点？目前常用的物质是什么？25.微乳状液是怎样一种体系？分为哪3种结构类型？26.什么叫微乳状液制备的盐度扫描法？常见的体系有哪3种状态？27.微乳状液与乳状液性质主要有哪些异同？28.什么是微乳状液组分匹配的碳链数相关性？29.试述工业污水中脱Cr3+和脱苯酚的液膜分离？五、纳米粒子的制备及性质1.什么是纳米粒子？纳米薄层？纳米块体？在1-100nm大小范围内的粒子，称为纳米粒子。纳米薄层：此薄膜在空间有两维可以任意延伸，但厚度均限定在纳米尺度内，所以也称二维纳米材料。如蒙脱土的层片状结构。纳米块体：是指纳米微粒经高压形成的三维凝聚体或块状材料(包括介孔材料)，如纳米陶瓷材料。2.什么是纳米微粒的四大效应和特性？A、四大效应（1）表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。（2）量子尺寸效应当粒子尺寸降低到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为分立能级和纳米半导体微粒的能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。（3）小尺寸效应当纳米粒子尺寸与德布罗意波以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，对于晶体其周期性的边界条件将被破坏，对于非晶态纳米粒子其表面层附近原子密度减小，这些都会导致电、磁、光、声、热力学等性质的变化，这称为小尺寸效应。（4）宏观量子隧道效应微观粒子具有穿越势垒的能力称为隧道效应。B、特性（1）比表面积大是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。而粒径在1nm时，几乎全部原子集中在粒子的表面。（2）易形成团聚体由于纳米粒子的表面能很大，粒子间易形成团聚体，这给粉体的收集带来困难。为此经常采用分散在溶液中进行收集，或对其进行表面有机化改性以降低表面能。(3）熔点低金属纳米粒子的熔点随粒径减小而下降。例如块状Au的熔点为1064°C，若粒径降至2-5nm，则熔点为300℃左右（4）磁性强铁系合金的纳米粒子的磁性比其块状的强得多。（5）光吸收强大块金属由于对可见光的反射和吸收能力不同而具有不同颜色的光泽（如金银颜色不同）。但金属纳米粒子对可见光反射率低、吸收率强，故几乎呈黑色。但对电磁波的吸收性能极强，是隐形技术的突破(6)热导性能好纳米粒子在低温或超低温度下几乎没有热阻3.化学实验室常用的哪几种方法合成纳米粒子和材料？试述溶胶－凝胶法的原理和方法？近来有人认为将纳米粒子的制备方法分为气相法、液相法和固相法是科学的液相反应法——溶胶－凝胶法：基本原理是：将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶，然后使溶质聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分，最后得到无机纳米材料。4.TiO2纳米粒子如何制备？有哪些主要应用？制备方法：以溶胶一凝胶法研究得最多。将无水乙醇总体积的1/2与钛酸丁酯充分混合，制成原液，再将余下的乙醇与水及盐酸混合配成滴加溶液，在室温下将此酸液缓慢滴人原液中，并连续搅拌30min，再超声波分散20min，形成溶胶（钛酸丁酯的乙醇溶胶），自然冷却成凝胶。烘干后，在不同温度下热处理3h，即得不同粒度的纳米TiO2。b．纳米TiO2的性能和用途：1、高效光催化剂：利用其光催化性能可降解大多数有机物。2、可与细菌内的有机物反应（生成CO2和H2O等），从而具有杀菌功能，若将其分散到涂料中则可制成抗菌涂料。3、防晒剂对紫外线（波长200-350nm）有很强的吸收能力，若将其加人到丙烯酸涂料中，加人量仅为0.5％左右便能使此涂料的紫外线透过率显著降低。因此，它是很好的紫外线防护材料。它不仅可用于制作防紫外线遮阳伞，还广泛应用于化妆品中作防晒剂。4、吸波材料由于纳米TiO2具有吸收雷达波并使其散射衰减的性能，故可制作吸波材料，是“隐形技术”中的重要材料。这在国防建设中具有重大意义。5、角度异色剂由于纳米TiO2能让波长较长的光透过，故将其与闪光的铝粉或云母珠光颜料并用于涂料或汽车面漆中，则在光照区呈金黄色，在侧光区反射蓝色乳光，从而产生随着角度异色效应，呈现丰富的颜色变化5.什么是纳米复合材料？（1）纳米复合材料的定义通常所说的复合材料是由两种或两种以上物理性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。其中一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，它以独立的相态分散在整个基体中，分散相可以是颗粒状、纤维状或是弥散的填料。据此可以理解：纳米复合材料可以是由两种或两种以上的不同材料的纳米粒子复合而成的，也可以是复合材料中的分散相至少有一维在纳米尺度范围内（l00nm)，亦可称为纳米复合材料6.纳米CaCO3的什么用途？b、纳米CaCO3的用途纳米CaCO3是20世纪80年代发展起来的一种新型纳米材料。它广泛用于橡塑、纸张、涂料、高档油墨、牙膏等工业领域。1、将其填充于橡塑材料中不仅能使制品表面光艳，而且由于补强性能好，还可使制品的力学性能大为提高。2、在高档油墨和涂料中具有良好的光泽和亮度；3、在造纸工业中，能有效地提高纸的白度和不透明度，改善纸的使用质量；4、纳米CaC03用做填料制备的塑料制品易于生物降解，在国外已有应用。