《胶体化学》课程内容总结1.docx

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《胶体化学》课程内容总结1

第一章胶体化学概论

1、按分散相粒子直径的大小，通常有三种分散系统：

①分子分散系统——溶液，分子直径d＜1nm，稳定、均匀、透明，能透过滤纸和半透膜，对光的散射弱。

②胶体分散系统——溶胶，高分子分散体系，分子直径d=1nm~100nm，较稳定，能透过滤纸但不能透过半透膜，其中高分子溶液是单相，对光的散射弱；溶胶是多相，对光的散射强。

③粗分散系统——悬浊液和乳状液，分子直径d＞100nm，多相，不稳定，不能透过滤纸和半透膜，无光的散射。

2、憎液溶胶的特性：

（1）特有的分散程度。

粒子的大小在1~100nm之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性和乳光现象。

（2）多相不均匀性。

具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，而且粒子大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。

]

（3）易聚结不稳定性。

因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定系统。

总之高度分散的多相性，动力学稳定性和热力学不稳性是胶体体系的三大特性，也是胶体的其他特性的依据。

3、电位离子决定胶粒电性：

（1）AgNO3+KI→KNO3+AgI↓，过量的AgNO3作稳定剂，胶团的结构表达式为[（AgI）mnAg+（n-x）NO3–]x+xNO3–电位离子Ag+，胶粒带正电。

（2）AgNO3+KI→KNO3+AgI↓过量的KI作稳定剂，

胶团的结构表达式为[（AgI）mnI–（n-x）K+]x–xK+，电位离子I-，胶粒带负电

4、溶胶类型：

油漆、金溶胶、牙膏、AgI溶胶属液-固溶胶；牛奶、人造黄油、石油原油等乳状液属液-液溶胶；洗衣液泡沫、奶酪、灭火泡沫属液-气溶胶；有色玻璃、照相胶片、不完全互溶的合金属固-固溶胶；珍珠，某些宝石属固-液溶胶；泡沫塑料，沸石分子筛属固-气溶胶；烟、含尘的空气属气-固溶胶；雾、云属气-液溶胶

5、胶体是物质存在的一种特殊状态，而不是一种特殊的物质。

任何一种物质在一定的条件下可以制备成真溶液，而在另一条件下又可以制备成胶体溶液。

例如晶体氯化钠它在水中溶解成为真溶液。

若用适当的方法使它分散于苯或醚中，则形成胶体溶液。

同样，硫磺分散在乙醇中为真溶液，若分散在水中则成为硫磺水溶胶。

第二章胶体的基本性质

1、胶体的动力学性质是什么?

溶胶中的粒子分散在介质中呈显出连续不断的、无规则的运动。

粒子的热运动在微观上表现出来的是布朗运动，而在宏观性质上表现出来的是扩散和渗透。

布朗运动是本质．扩散与渗透是同一本质表现出的两种不同现象。

布朗运动、扩散、渗透等问题都属于溶质的动力学性质。

2、扩散与渗透：

（1）扩散

上式中，D为扩散系数，η为介质的粘度。

扩散系数D受温度T、粘度η及粒子大小r的影响，粒子愈大扩散系数愈小。

一般η可查表得到，NA=6.02×1023为阿伏加德罗常数，气体摩尔常数R=8.314kPa·L·mol-1·K-1。

用实验测得粒子的扩散系数D便可求出其胶团质量M。

（2）渗透：

溶胶的渗透压可以借用稀溶液渗透压公式计算：

M=mRT/（П·V），（ρ≈1.0kg·L-1的稀溶液）

但由于憎液溶胶不稳定，浓度不能太大，所以测出的渗透压及其它依数性质都很小。

此法测质量误差大；但是亲液溶胶或胶体的电解质溶液，可以配制高浓度溶液，用渗透压法可以求它们的摩尔质量。

3、沉降与沉降平衡：

沉降平衡时也可以用下列关系式求分子量或胶团质量，其中dx/dt为平衡时沉降速度。

4、胶体产生电动现象的原因：

在固体表面的带电离子称为定位离子或电位离子，定位离子是使胶体产生电动现象的原因。

而固体表面上产生定位离子的原因：

（1）吸附。

胶粒在形成过程中，胶核优先吸附某种离子，使胶粒带电。

（2）电离。

对于可能发生电离的大分子的溶胶而言，则胶粒带电主要是其本身发生电离引起的。

例如蛋白质分子，当它的羧基或胺基在水中离解时，整个大分子就带负电或正电荷。

（3）同晶置换。

黏土矿物中如高岭土，主要由铝氧四面体和硅氧四面体组成，而与周围4个氧的电荷不平衡，要由等正离子来平衡电荷。

而这些正离子在介质中会电离并扩散，所以使黏土微粒带负电。

（4）溶解量的不均衡。

离子型固体物质如AgI，在水中会有微量的溶解，所以水中会有少量的银离子和碘离子。

5、蛋白质的等电点：

蛋白质分子，有许多羧基和胺基，在pH较高的溶液中，离解生成P–COO-离子而带负电；在pH较低的溶液中，生成P-NH3+离子而带正电。

在某一特定的pH条件下，生成的-COO-和-NH3+数量相等，蛋白质分子的净电荷为零，这时的pH称为蛋白质的等电点。

在等电点时蛋白质分子的移动已不受电场的影响，但它不稳定且易发生凝聚。

6、电动现象：

电泳、电渗，流动电势和沉降电势均属于电动现象

电泳：

在外电场作用下，胶体粒子相对于静止介质作定向移动的电动现象称电泳。

电渗：

在外电场作用下，分散介质相对于静止的带电固体表面作定向移动的电动现象

流动电势：

在外力作用下，液体流过毛细管或多孔塞时，两端产生的电势差称为流动电势。

沉降电势：

在外力作用下，带电胶粒作相对于液相的运动时，两端产生的电势差称为沉降电势。

7、溶胶的稳定与聚沉

溶胶稳定性来源于：

（1）动力学稳定性。

由于溶胶粒子小，Brown运动激烈，在重力场中不易沉降，使溶胶具有动力稳定性；

（2）聚结稳定性。

胶粒间因带同种电荷而产生静电排斥作用，有时将电位离子称为溶胶的稳定剂.

溶胶的聚沉：

分散相与分散介质之间有着很大的分界面，胶粒有自动聚集减少表面能的倾向。

胶体粒子变大，分散度降低，最终都将转入沉淀，这个过程称为聚沉。

引起溶胶聚沉的主要因素：

（1）加入强电解质以中和电位离子，破坏胶粒带电性；

（2）带相反电荷的溶胶按适当比例混合；（553）加热使胶核对电位离子的吸附能力下降，破坏胶粒带电性。

引起溶胶聚沉的其他因素：

溶胶的浓度——溶胶浓度加大引起溶胶聚沉；非电解质的作用——如乙醇、丙酮、糖。

不过这些物质必须达到高浓度时才有聚沉效应；不规则聚沉——在溶胶中加入少量的电解质可以使溶胶聚沉，电解质浓度稍高，沉淀又重新分散而成溶胶、并使胶粒所带电荷改变符号。

如果电解质浓度再高，可以使新生成的溶胶再次沉淀，这种现象称为不规则聚沉。

8、聚沉值和价数规则

聚沉值：

一定量溶胶一定时间内开始聚沉所需电解质的最低浓度，聚沉值越大，聚沉能力越弱。

起聚沉作用的是电解质中与电位离子电性相反的离子。

Schulze-Hardy（舒尔茨——哈代）规则：

异电性离子为一、二、三价的电解质，其聚沉值的比例约为：

100:

1.6:

0.14相当于（1/1）6:

（1/2）6:

（1/3）6，这表示聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比。

价数规则：

电荷越高，聚沉值越小，聚沉能力越强；同价离子，离子水合半径越大，聚沉值越大，聚沉能力越弱。

例1：

用0.08mol·L-1的KI和0.01mol·L-1AgNO3溶液以等体积混合做成水溶胶。

是比较下述电解质对它的聚沉能力：

CaCl2；Na2SO4；MgSO4.

例2：

在三个烧瓶里，各盛20mL氢氧化铁溶胶，分别加入1mol·L-1的NaCl，0.01mol·L-1的Na2SO4和0.001mol·L-1的Na3PO4溶液，令其聚沉，其最少需要量依次为2.1mL、12.5mL和7.4mL。

试计算溶胶对上述三种电解质的聚沉值。

第三章表面化学

1、表面张力：

在两相（特别是气-液）界面上，处处存在着一种张力，这种力垂直于表面的边界，指向液体方向并与表面相切。

把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用γ或σ表示。

影响表面张力的因素：

①物质的本性。

极性分子（或内聚力大的）物质的表面张力比非极性分子（或内聚力小的）物质的大；②温度。

温度升高，表面张力降低；③压力。

压力增大，界面张力下降；④两相界面性质。

两个液相之间的界面张力，是两液体已相互饱和时两液体的表面张力之差，

水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变：

①能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表面活性物质。

如无机盐和不挥发的酸、碱等。

非表面活性物质在表面的浓度低于在本体的浓度。

②加入后能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。

这种物质通常含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环的有机化合物。

表面活性物质的表面浓度大于本体浓度，非极性成分愈大，表面活性也愈大。

2、弯曲表面的附加压力：

由于表面张力的作用，在弯曲表面下的液体与平面不同，它受到一种附加的压力，附加压力的方向都指向曲面的圆心。

凸面上受的总压力大于平面上的压力，凹面上受的总压力小于平面上的压力

3、毛细管现象：

由于弯曲液面的附加压力而引起的管内液面与管外液面有高度差的现象称为毛细管现象。

把毛细管插入水中，管中的水柱表面会呈凹形曲面，致使水柱上升到一定高度。

当插入汞中时，管内汞面呈凸形，管内汞面下降。

4、溶液的表面吸附：

溶液表面相的浓度与本体不同，把物质在表面上富集的现象称为表面吸附。

若加入的溶质能降低表面张力（表面活性物质），则溶质力图浓集在表面层上，是正吸附；当溶质使表面张力升高（非表面活性物质）时，则它在表面层中的浓度比在内部的浓度来得低，是负吸附。

5、界面张力与液体的铺展

设液体1，2和气体间的界面张力分别为γ1,g,γ2,g和γ1,2，如果γ2,g>（γ1,g+γ1,2），则液体1能在液体2上铺展；反之，则液体1不能在液体2上铺展

6、接触角与润湿性：

在气、液、固三相交界点，气-液与液-固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用θ表示。

若接触角大于90°，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；若接触角小于90°，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。

接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算

能被液体所润湿的固体，称为亲液性的固体，常见的液体是水，所以极性固体皆为亲水性固体。

不被液体所润湿者，称为憎液性的固体。

非极性固体大多为憎水性固体。

7、表面活性及表面活性剂：

人们将有些物质所具有的能够显著降低界（表）面张力，使界面产生润湿和反润湿、起泡和消泡、乳化和破乳等一些重要特性称为表面活性，而这类能显著降低水的表面张力的物质称为表面活性剂或表面活性物质，

8、表面活性剂分类

通常采用按化学结构来分类，分为离子型和非离子型两大类，离子型中又可分为阳离子型、阴离子型和两性型表面活性剂。

（1）阴离子型表面活性剂。

在水中能离解，起活性作用的部分是阴离子，主要包括羧酸盐型RCOOM、磺酸盐型R—SO3M、硫酸酯盐型R—O—SO3M、磷酸酯盐型；

（2）阳离子型表面活性剂。

在水中能解离，起活性部分的是阳离子，主要有以下几种：

铵盐型、季铵盐型、吡啶盐型、多乙稀多铵盐型。

其中，季铵盐和吡啶盐的表面活性不受介质pH值变化的影响，因此，比胺盐有更多的优越性。

（3）两性表面活性剂。

一般来说，其碱性基是胺基或者季铵基，而酸性基主要是羧基和磺酸基及磷酸基。

这类表面活性剂的活性部分，既有离子型又有非离子型，故称两性表面活性剂。

（4）非离子型表面活性剂。

非离子型表面活性剂在水中不离解，极性基即亲水基部分大多是由含氧的醚基和羟基构成，由所含的含氧基团数目决定其亲水性能。

（5）高分子表面活性剂。

分子量在数千到一万以上的具有表面活性的物质，一般称为高分子表面活性剂。

高分子表面活性剂一般用于悬浮体的絮凝及稳定，乳状液的稳定和破乳。

此外还用于多种表面活性剂的复配。

阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。

另外，

阳离子型表面活性剂的水溶液通常呈酸性，故在一般情况下．不将它与阴离子表面活性剂配伍使用。

9、临界胶束浓度（CMC）

表面活性剂是两亲分子，溶解在水中达一定浓度时，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内以憎水基互相靠拢，即非极性部分会自相结合，使憎水基向里、亲水基向外，形成的多分子聚集体称为胶束。

形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度，记作CMC。

CMC对应于表面吸附饱和时的浓度，或在γ-c曲线上对应于γ降低到最低点时的浓度。

影响CMC的因素：

（1）同系物中，亲水基相同，亲油基碳氢链越长，CMC则越低；亲油基相同，一般亲水性强者CMC较大。

（2）亲油基相同时，非离子型表面活性剂的CMC比离子型表面活性剂低得多。

（3）分子中原子种类和个数相同的表面活性剂，亲油基有支链的CMC比直链的高。

（4）无机盐能降低离子型表面活性剂的CMC，对非离子型表面活性剂影响不大。

无机盐中起作用的是与活性剂离子带相反电荷的离子，且价数越高，影响越大。

（5）有机物对表面活性剂溶液CMC的影响很大，也很复杂，无明确的规律。

（6）含氟特别是全氟表面活性剂的CMC比同类型、同碳原子数的不含氟表面活性剂的CMC小得多。

10、表面活性剂的HLB值：

即以亲水亲油平衡值来表示表面活性剂的亲水性。

计算式为

HLB值=亲水基质量/（亲水基质量+憎水基质量）×100/5.石蜡无亲水基，所以HLB=0

聚乙二醇，无憎水基，全是亲水基，HLB=20。

其余表面活性剂的HLB值介于0～20之间。

HLB值在2～6之间，作油包水型的乳化剂；8～10之间作润湿剂；12～18之间作为水包油型乳化剂。

11、离子型表面活性剂的Kraff点：

离子型表面活性剂的溶解度随着温度的升高而增加，当达到一定温度后，其溶解度会突然迅速增加，这个转变温度称为Kraff点。

同系物的碳氢链越长，其Kraff点越高，因此，Kraff点可以衡量离子型表面活性剂的亲水、亲油性。

12、非离子型表面活性剂的浊点：

非离子型表面活性剂的亲水基主要是聚乙烯基。

升高温度会破坏聚乙烯基同水的结合，而使溶解度下降，甚至析出。

所以加热时可以观察到溶液发生混浊现象。

发生混浊的最低温度称为浊点。

亲水性越强，浊点就越高。

反之，亲油性越强，浊点越低。

可利用浊点来衡量非离子型表面活性剂的亲水、亲油性。

13、表面活性剂的一些重要作用及其应用

（1）1、润湿作用：

表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。

当固体亲液时，θ＜90°，而当固体憎液时，θ＞90°。

通常规定：

θ＜90°时称为润湿；θ＝0°时为完全润湿；θ＞90，时称为不润湿；θ＝180°时为完全不润湿。

能使固体表面产生润湿性转化的活性剂，称为润湿剂。

如浮游选矿中的捕集剂。

（2）起泡作用：

有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。

（3）增溶作用：

表面活性剂在水溶液中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著增大，这种作用称为增溶作用。

非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。

增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。

（4）乳化作用：

一种或几种液体以大于10-7m（100nm）直径的液珠形式分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散系统称为乳状液。

以水为连续相的为水包油乳状液（O/W），以油为连续相的为油包水乳状液（W/O）。

能使乳状液稳定存在的表面活性剂称为乳化剂。

（5）洗涤作用：

洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。

14、增溶作用的特点：

（1）增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低，是自发过程，使整个系统更加稳定。

（2）增溶作用是一个可逆的平衡过程。

（3）增溶后不存在两相，溶液是透明的。

增溶作用的应用极为广泛，如增溶作用是去污作用中很重要的一部分，

第四章高分子溶液、乳状液与凝胶

1、高分子溶液：

一般把相对分子质量大于10000的物质称之为高分子或大分子，它既包含合成的高聚物，也包含天然的高分子。

高分子溶液是真溶液，是热力学稳定系统，其粒子与溶剂之间没有界面。

但它又不同于小分子溶液，如不能通过半透膜、扩散速度较小、具有一定的黏度等等。

高分子溶液与溶胶的性能比较：

相似之处，如粒子大小均在1nm—lμm之间；扩散速率都比较缓慢；都不能透过半透膜等，但高分子溶液与溶胶的性能也有差异：

如高分子化合物能自动溶解在溶剂中，溶胶粒子不能；高分子溶液是均相体系，无明确界面，属热力学稳定体系，而溶胶是多相体系，属热力学不稳定体系；高分子溶液的粘度比溶胶大得多；高分子溶液的Tyndall效应很弱而溶胶的很强等。

所以，高分子溶液的研究方法和内容与溶胶体系有所不同。

2、高分子化合物对溶胶的絮凝和稳定作用

（1）高分子化合物对溶胶的絮凝作用

在溶胶内加入极少量的可溶性高分子化合物，可导致溶胶迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮状，这类沉淀称为絮凝物，这种现象称为絮凝（或桥联）作用。

但高分子对胶粒的絮凝作用与电解质的聚沉作用完全不同：

由电解质所引起的聚沉过程比较缓慢，所得到的沉淀颗粒紧密、体积小，这是由于电解质压缩了溶胶粒子的扩散双电层所引起的；高分子的絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后，高分子化合物本身的链段旋转和运动，将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。

絮凝作用具有迅速、彻底、沉淀疏松、过滤快、絮凝剂用量少等优点，特别对于颗粒较大的悬浮体尤为有效。

这对于污水处理、钻井泥浆、选择性选矿以及化工生产流程的沉淀、过滤、洗涤等操作都有极重要的作用。

（2）高分子化合物对溶胶的稳定作用

在溶胶中加入一定量的高分子化合物或缔合胶体，能显著提高溶胶对电解质的稳定性，这种现象称为保护作用，又称之为空间稳定性。

溶胶被保护以后，其电泳、对电解质的敏感性等会产生显著的变化，显示出一些亲液溶胶的性质，具有抗电解质影响、抗老化、抗温等优良性质。

总之：

高分子化合物足量时对溶胶起保护作用——如人体中的血清蛋白保护胶体状难溶盐不聚沉为结石；高分子化合物少量时对溶胶起聚沉作用——如用高分子絮凝剂进行污水处理

第五章溶胶的制备与净化

1、制备方法大致可分为两类：

（1）分散法。

用机械、化学等方法使固体的粒子变小；

（2）凝聚法。

使分子或离子聚结成胶粒。

2、溶胶的净化：

（1）渗析法；

（2）超过滤法

在生物医学工程中．人工肾则是应用渗析和超过滤原理的一个典型例子。

第六章吸附剂

1、比表面：

单位质量的吸附剂所具有的总表面积称为比表面（S）。

一般比表面越大，吸附能力越强。

2、活性炭：

活性炭的制备主要包括炭化和活化两个阶段。

炭化就是把有机原料加热以减少非碳成分。

炭化通常在l000℃以下进行。

活化是使炭具有活性的关键过程，是气体同碳发生氧化反应，将碳化物表面侵蚀，使之产生微孔发达的构造，同时高温产生的水煤气能将附在炭表面上的有机物除去，使炭产生活性。

活性炭的孔结构非常复杂，常将其分为微孔、过渡孔和大孔三类。

其中具有重要吸附作用的是微孔。

3、硅胶：

硅胶的化学组成为SiO2·xH2O。

硅胶的骨架（SiO2）是以硅原子为中心，氧原子为顶点的硅一氧四面体在空间不太规则地堆积而成的非晶态体。

当与湿空气接触时，表面上的氧原子就和水反应形成羟基，这就是化学吸附的水，另外，表面上还有物理吸附的水。

硅胶的制备方法：

化合、胶凝、老化、洗涤、氨水浸泡、干燥和活化。

4、粘土：

粘土是岩石经过风化作用形成的，属于层状硅酸盐或硅铝酸盐。

粘土的种类很多，如高岭土、膨润土、海泡石等。

把膨润土酸化处理可获得活性白土。

粘土的主要结构单元是二维排列的硅氧四面体和铝氧八面体。

每个顶点是一个氧原子，多面体中心是金属离子。

（1）高岭土：

高岭土是由一层硅氧面体和一层铝氧八面体通过共同的氧互相连接形成—个晶层单元，所以称为1：

1型层状硅酸盐。

相邻单位晶层之间是由内羟基层和氧原子层相接，晶层之间被氢键紧紧地连接在一起．水和极性分子不易进入，所以高岭土显得比较结实，既无膨胀性也无离子交换能力，其表面积、孔隙率和吸附容量都不大。

（2）膨润土：

膨润土的主要矿物成分是蒙脱石。

蒙脱石是由两层硅氧四面体中间夹着一层铝氧八面体形成晶层单元，属2：

1型三层结构的粘土矿物，蒙脱石的两个相邻晶层之间由氧原子层和氧原子层相接，没有氢键，因而单位晶层之间结合力微弱，水和其他极性分子能进入单位晶层之间，引起晶格沿c轴方向膨胀。

蒙脱石中的同晶置换极为普遍．如A1可以取代四面体中的Si；Mg、Fe、Zn等可以取代八面体中的A1，所以膨润土有很高的阳离子交换容量，膨润土的结构决定了它有特大的比表面积，因而有较高的吸附能力.

（3）海泡石：

海泡石属斜方晶系，为链层状水镁硅酸盐或镁铝硅酸盐矿物，化学式为Mg3[Si12O30]（OH）4（OH2）4·8H2O

5、吸附树脂：

吸附树脂就是树脂吸附剂，是在离子交换树脂的基础上发展起来的。

实际上，吸附树脂和离子交换树脂两者很难严格区别。

目前，吸附树脂在废水处理、药物提取、化学试剂的提纯、医学分析及作为色谱载体等方面得到了广泛应用。

在保证良好扩散的条件下树脂的比表面越大，吸附量就越大；经验表明，当树脂孔径与吸附质分子的直径比为6：

1左有时，吸附性能最佳；当孔径—定时，孔容越大，则比表面越大，因而吸附量就越大；一般孔径在其适当范围内才有良好的吸附性能，所以树脂的孔径分布越窄，吸附性能越好；极性树脂易吸附极性物质，非极性树脂易吸附非极性物质，即有极性相近相吸的规律。

6、硅藻土：

硅藻土由无定形的SiO2组成，并含有少量的Fe2O3，CaO，MgO，Al2O3及有机杂质。

硅藻土是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的，其本质是含水的非晶质二氧化硅。

用酸处理后的精土，其比表面积、孔体积均增大，堆密度减小。

这表明酸处理不仅可以溶去硅藻土表面的大部分杂质，同时也能溶去孔中的杂质，从而改善硅藻土的孔结构。

7、分子筛：

分子筛是具有均一微孔结构而能将不同大小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催化剂。

它是以SiO2和Al2O3为主要成分的结晶硅铝酸盐，有天然和合成两种。

分子筛中SiO2和Al2O3的摩尔比称为硅铝比。

硅铝比不同，分子筛的孔结构和性能不同，因而分子筛的种类很多。

分子筛的组成为：

M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O，M为分子筛中的金属离子；n为金属离子价数；x为SiO2的摩尔数；y为结晶水的摩尔数。

几种常用分子筛的化学组成经验式为：

4A分子筛Na2O·Al2O3·2SiO2；13X分子筛Na2O·Al2O3·2.5SiO2；

Y分子筛Na2O·Al2O3·5SiO2；丝光沸石Na2O·Al2O3·10SiO2。

分子筛的耐酸性、热稳定性及催化性能都与硅铝比有关。

一般硅铝比越高，耐酸性和热稳定性越好。

分子筛的吸附特点：

（1）分子筛只吸附直径小于其孔径的分子，如5A分子筛的孔径约0.5nm，可选择吸附正丁烷（临界直径约0.49nm）。

而基本不吸附异丁烷和苯（临界直径分别为0.56~0.59nm和0.65~0.68nm）。

活性炭和硅胶对这些物质的吸附是无选择性的。

（2）分子筛根据分子极性、不饱和度和极化率的不同选择性吸附。

分子筛是极性吸附剂，极性越大，不饱和度越高，极化率越大的分子越易被吸附。

（3）分子筛在低蒸气压，高温或高速气流中，仍具有很高的吸附能力，所以是一种高效干燥剂。

第七章固液分散体系

1、钻井液：

钻井液在钻井过程中至关重要，有“钻井血液”之称。

水基钻井液的主要组成：

（1）水，如淡水、盐水或海水等；

（2）粘土，如钠膨润土、钙膨润土、高岭土等；（3）化学处理剂，如降滤失剂、降粘剂、絮凝剂和防塌剂等。

钻井液的主要功用是：

（1）清洗井底，携带岩屑；

（2）冷却钻头和钻柱；（3）形成泥饼，保护井壁；（4）控制和平衡地层压力；（5）悬浮岩屑和加重剂；（6）将水功率传给钻头等。

钻井液的稳定性和流变性是重要的研究内容