膠體科學

膠體科學

图书基本信息
出版时间:2012-9
出版社:科學出版社
作者:M.A.Cohen Stuart
页数:229
字数:304500
书名:膠體科學
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膠體科學

内容概要
《膠體科學》用通俗易懂的語言,引用大量的實例和圖示,重點闡述膠體科學的基礎知識和基本原理。全書分為如下5個部分︰(一)膠體科學基礎,包括第1、2、3、4章,這一部分的主要內容為膠體及膠體科學簡介、膠體粒子的特點及其質量和尺寸的表征方法、膠體研究中常見的大分子體系的特點;(二)膠體體系的重要性質,包括第5、6、7章,分別闡述膠體粒子的雙電層現象、流變性質以及電動性質;(三)膠體的穩定性,包括第8、9兩章,主要內容包括憎液膠體的抗聚結穩定性、大分子對膠體穩定性的影響;(四)不同膠體體系的制備及性質,包括第10、11、12章,主要闡述憎液溶膠的制備及生長規律、泡沫及乳狀液的穩定性、締合膠體的形成及膠束形成熱力學;(五)習題及參考答案,包括各章思考題、第13章和第14章,其中第13章為附加習題,第14章為各章思考題/習題的參考答案。
《膠體科學》適合作為膠體化學、高分子化學專業的本科生及研究生的參考教材,也適合用作物理化學、材料、食品、制藥、生物等領域科技人員的參考書。
作者简介
书籍目录
序译者的话前言第1章 引言1.1 什么是胶体科学?1.2 胶体体系的重要特征1.2.1 尺寸1.2.2 界面1.2.3 相互作用1.2.4 时间尺度1.3 胶体科学历史简要回顾1.4 胶体的分类1.4.1 按稳定性划分1.4.2 按相组成划分憎液胶体1.4.3 重要胶体概览1.5 粒子形状1.6 简单气体与溶胶的相似之处思考题第2章 粒子尺寸分布2.1 多分散和单分散胶体2.2 不同的平均方法2.3 有代表性的质量分布2.4 平均相对分子质量2.4.1 数均相对分子质量2.4.2 质均相对分子质量2.4.3 Z均相对分子质量2.5 多分散度2.6 比表面积思考题第3章 粒子质量和大小的测量3.1 渗透压法3.1.1 理想溶液3.1.2 非理想体系的渗透压3.1.3 第二维里系数的物理意义3.1.4 非理想溶液示例3.1.5 渗透压计3.2 显微镜法3.3 库尔特(Coulter)颗粒计数仪3.4 沉降法3.4.1 沉降速度3.4.2 沉降平衡3.4.3 超离心机中的沉降3.4.4 沉降测量技术3.4.5 沉降天平3.5 扩散和布朗运动3.6 光的吸收和散射3.6.1 引言3.6.2 电磁波3.6.3 光的散射3.6.4 光散射法测定粒子摩尔质量3.6.5 瑞利(Rayleigh)公式忽略了干涉效应3.6.6 形状因子F(Q)由粒子内部的干涉引起3.6.7 结构因子S(Q)由粒子间的干涉引起3.7 超显微镜3.8 利用动态光散射测量扩散系数思考题附录3.A 连续沉降曲线3.B 根据Einstein方法推导扩散系数D3.C 折射率增量的引入3.D 由散射计算浊度3.E 波矢量3.F Zimm图3.G 光散射中的噪声分析第4章 大分子4.1 什么是大分子?4.2 可溶性大分子4.3 溶液中链状分子的构象4.4 理想无规线团4.5 大分子线团是稀薄的4.6 链段间的相互作用导致线团膨胀或收缩4.6.1 致密的大分子4.6.2 溶胀的线团4.7 稀溶液、半稀溶液和浓溶液4.8 很多蛋白质分子可以视为不良溶剂中的链状大分子4.9 聚电解质4.9.1 强电解质举例4.9.2 弱聚电解质举例4.9.3 两性聚电解质4.10 凝聚和复合凝聚4.11 大分子链被溶剂溶胀形成具有网络结构的凝胶思考题附录4.A 理想线团的均方根末端距4.B 具有固定键角和侧链的碳链4.C 高斯熵弹簧第5章 双电层5.1 胶体粒子在水中以反离子的形式释放出电荷5.2 带电的胶体粒子被扩散的电荷所包围5.3 反离子的扩散分布:能与熵的折中5.4 带电表面附近离子的Boltzmann分布5.5 离子吸附造成表面荷电5.6 表面电荷:由离子吸附实验获得5.7 能斯特定律决定表面对离子的吸附5.8 古伊{查普曼(Gouy-Chapman)模型的双电层电势曲线5.9 总的扩散电荷和表面电荷5.10 斯特恩(Stern)模型5.11 双电层中的熵与能5.12 离子的特异性吸附可以使表面电荷发生反转5.13 带电粒子的排盐效应5.14 可视为膜平衡的排盐现象——唐南(Donnan)效应思考题附录5.A 静电作用的相关公式5.B 能斯特(Nernst)定律5.C 泊松{玻耳兹曼(Poisson-Boltzmann)方程的不同求解5.D 斯特恩(Stern)模型5.E 双电层中能量和熵的计算5.F 平板附近的同离子排出效应第6章 流变学6.1 流变学描述物质在外力作用下的流动和形变行为6.2 流动是通过剪切速率和剪切应力之间的关系来表征的6.3 泊肃叶(Poiseuille)定律描述牛顿流体在管中的流动6.4 测量黏度的两种方法6.5 非牛顿行为的分类6.5.1 静态行为6.5.2 非静态行为6.6 分散的粒子增加体系黏度6.7 亲液溶胶的黏度仅取决于粒子的体积分数,而与粒子大小无关6.7.1 非溶胀粒子6.7.2 非溶胀型粒子的浓溶液6.8 溶胀的粒子:低剪切速率下的不带电高分子溶液6.9 低剪切速率下的聚电解质溶液6.10 形变与粒子间相互作用导致非牛顿行为6.11 高剪切速率下的高分子溶液的黏度思考题附录泊肃叶(Poiseuille)方程的推导第7章 电动学7.1 液体通过带电表面时产生电动现象7.2 剪切平面是流动液体和带电表面之间的边界7.3 离子拖动液体:电渗7.4 液体沿着带电表面的流动引起的电流或电压:流动电流或流动电势7.5 胶体粒子在电场中的运动:电泳7.6 电泳速度的测量7.6.1 界面移动法7.6.2 显微电泳法7.6.3 高频方法7.6.4 利用电泳原理的定性测量方法7.7 Zeta电势的解释思考题附录7.A 电渗方程的推导7.B 大粒子的电泳速度7.C 流动电流的计算第8章 憎液胶体的抗聚结稳定性及DLVO理论8.1 憎液胶体的分散状态并不是热力学平衡8.2 当胶体粒子之间的距离小于粒子直径时,van der waals引力很大8.3 同号双电层的重叠导致排斥8.4 总相互作用能有极大值,但在高盐浓度下此值降低8.5 临界絮凝浓度8.6 絮凝开始时的情况8.6.1 絮凝速率的测量8.6.2 聚集体的尺寸分布8.7 分形絮体和粒子凝胶的形成8.8 悬浮液的稳定性8.9 胶体的稳定性在哪些地方起作用?思考题附录8.A Hamaker公式的推导8.B 静电斥力公式的推导8.C 临界絮凝浓度表达式的推导第9章 高分子对胶体稳定性的影响9.1 憎液溶胶的稳定性可通过加入高分子提高或降低9.2 非吸附高分子的影响:排空作用9.3 胶体粒子表面的厚高分子层具有稳定胶体的作用9.3.1 具有高分子刷的粒子9.3.2 用环与尾吸附的高分子9.3.3 饱和吸附的高分子链提高胶体稳定性9.3.4 不饱和吸附的高分子层通过在粒子间“成桥”降低胶体稳定性9.4 聚电解质可以使憎液溶胶稳定或絮凝9.5 高分子在许多胶体体系中均有应用思考题第10章 憎液溶胶的制备10.1 憎液溶胶是介稳的10.2 由相图得出共存相的组成10.3 分散:从粗糙到精细10.4 凝聚法:从非常精细到精细10.5 由过饱和体系制备粒子(凝聚法)10.6 两种情形10.6.1 成核与生长同步10.6.2 先成核,后生长10.7 溶胶的老化10.8 溶胶的纯化思考题第11章 泡沫和乳状液的稳定性11.1 泡沫和乳状液11.2 气泡和液滴内部的压力高于外部11.3 小气泡或液滴在大气泡或液滴存在时收缩:歧化(Ostwald熟化)11.4 液体由气泡或液滴之间的缝隙流出:排液11.5 DLVO理论适用于界面上有离子型表面活性剂的排液水膜11.6 有关液膜破裂的完全理论尚未建立思考题第12章 缔合胶体12.1 两亲分子缔合为胶体粒子12.2 胶束化可用“封闭缔合”模型来描述12.3 质量守恒定律在胶束化过程中得以充分体现12.4 “停止”机制并非停止胶束在一维或二维空间的生长12.5 微乳12.6 测定CMC的五种方法思考题附录12.A ΔG与Km之间的关系12.B 关于Gibbs公式第13章 附加习题13.1 粒子尺寸分布13.2 渗透压13.3 沉降13.4 光散射13.5 大分子13.6 双电层13.7 双电层与Donnan平衡13.8 流变学13.9 电动学13.10 溶胶的制备和稳定性13.11 缔合胶体第14章 参考答案参考书目

章节摘录
版權頁︰   插圖︰   8.9膠體的穩定性在哪些地方起作用? 溶膠和懸浮液的膠體穩定性在很多過程和現象中有重要的作用。我們僅舉幾個例子︰ (1)土壤結構。好的耕地土壤應具有開放的結構,以允許輸運水和空氣。即土壤粒子應當不具有膠體穩定性,以形成疏松多孔的絮凝體系。如圖8.12中所示,當小土壤顆粒互相排斥時(膠體穩定),形成的沉澱過于緊密,不利于水和空氣的交換。因此,在好的土壤體系中,黏土顆粒應互相吸引。當土壤中有足夠多的二價Ca2+時,情況通常是這樣的。但是,當海水沖擊過黏土土壤後,很大一部分Ca2+被Na+所取代。雖然這時黏土粒子尚未達到膠體穩定狀態(粒子表面的電荷還不夠多),但當這種土壤再次被淡水沖擊時,Na+也被濾出,體系中就有足夠高的剩余電荷,土壤顆粒就達NT膠體穩定狀態,從而形成致密的沉澱。為了修復這樣的土壤,補救措施是通過灌溉等方法向土壤中加入含Ca2+的礦物,如CaSO4。 土壤結構也可以在高分子的存在下得到改進(參見第9章)。植物中的多糖可形成天然高分子(腐殖酸),後者對粒子間的相互作用存在有利影響。有時候,合成高分子也用作土壤改進劑。 (2)粒子涂層。電視機的熒光屏和日光燈的燈管從內部涂了一層能在電子撞擊下發光的粉末。這種材料是以懸浮液的形式使用的。為了得到致密且均勻的涂層,這一懸浮液必須具有膠體穩定性。 (3)水處理。在廢水處理中,一個重要步驟是除掉不易沉降的膠體污染物。這些粒子通常帶負電,通過加入多價陽離子(Al鹽,Fe鹽),我們可以實現這些粒子的絮凝。也可以使用高分子絮凝劑。它們是如何作用的將在第9章中予以解釋。當泥沙粒子絮凝時,對這些活性泥沙去水化是非常有意義的。這樣會得到非常容易過濾的多孔沉澱。 (4)三角洲的形成。當河流入海時,河水攜帶的膠體粒子沉降下來。其中一個原因是變慢的流速,此外鹽濃度的增加導致絮凝和快速沉降也是一個重要原因。這個現象的一個實例是當南海+封閉時,由伊塞爾河形成的三角洲因失去鹽度而變小。 (5)化石化。在死亡的有機質的孔和毛細管中, 酸鹽不斷累積,最後形成二氧化 膠體粒子。經過很長的時間後,這些 膠體粒子絮凝,就形成了化石,如樹化石。 (6)非水體系。有很多在非水溶劑中的膠體分散系,如油漆、煤灰及分散在油中的材料,如油脂等。雖然DLV0理論在這些體系中也適用,但存在很多不同之處。其中一個最重要的方面是非水液體的介電常數通常比水溶液的小得多。很多電解質在這樣的介質中根本不電離。這導致的結果是︰雙電層非常厚,表面電荷很低。屏蔽效應大大降低,CCC的概念失去了意義。為了實現良好的膠體穩定性,通常需要加入高分子。一些強酸(如硫酸)在有機溶劑中溶解得很好,也能夠發生解離,從而能夠形成一層表面電荷。 (7)油漆。油漆是膠體尺寸的顏料顆粒分散在高分子濃溶液中的分散系。高分子(黏合劑)必須變干以形成均一的光滑薄膜並通過發生化學交聯而不溶。在這個過程中,顏料顆粒不應發生聚集,因為聚集會導致形成粒狀突起且著色變差。當使用混合顏料時,兩種分散系很可能帶有相反的電荷,這樣的混合物是不穩定的,在一定的組成範圍內將發生聚集。
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评论与打分
  •     膠體科學根本不是我的菜。不知道如何評價,代買而已。
  •     該書實在是很不錯,適合搞納米材料人員參考!
  •     很適合我這種自學的人學習膠體化學知識
  •     內容挺不錯的,對膠體感興趣的讀一下
  •     很好,書很新。 但運送過程使得書有點折痕。