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膠體與表面化學(xué) 東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院 章 節(jié) 結(jié) 構(gòu) 第一章 緒論 東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院 一、基本概念 一、基本概念 相、界面、表面、比表面 S0=S/V 對于立方體：S0=6L2/L3=6/L 對于球體 ：S0=3/R 膠體化學(xué)、表面化學(xué) 二、膠體體系 二、膠體體系 1、膠體體系定義及體系的分類 2、特 點(diǎn) 3、常見膠體體系 氣、固、液三相除氣－氣外，形成8種膠體體系 4、分 類 氣 溶 膠 將氣體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為固體或液體時(shí)，形成氣-固或氣-液溶膠，但沒有氣-氣溶膠，因?yàn)椴煌�的氣體混合后是單相均一體系，不屬于膠體。 A. 氣-固溶膠 如 :煙，含塵的空氣 B. 氣-液溶膠 如 :霧，云 液 溶 膠 將液體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為不同狀態(tài)時(shí)，則形成不同的液溶膠： A.液-固溶膠 如：油漆，AgI溶膠 B.液-液溶膠 如：牛奶，原油乳狀液 C.液-氣溶膠 如：泡沫 固 溶 膠 將固體作為分散介質(zhì)所形成的溶膠。當(dāng)分散相為不同狀態(tài)時(shí)，則形成不同的固溶膠： A. 固-固溶膠 如:有色玻璃，合金 B. 固-液溶膠 如:珍珠 C. 固-氣溶膠 如:泡沫塑料，沸石分子篩 三、膠體與石油工程的關(guān)系 1、油田的發(fā)現(xiàn) 2、鉆井 鉆井液 完井、固井 3、采油：油氣水、多孔介質(zhì)與液相的相互作用。 一次采油 二次采油 三次采油 壓裂 4、增產(chǎn)增注措施 酸化 三、膠體與石油工程的關(guān)系 防蠟 防砂 5、油水井的正常維護(hù) 化學(xué)堵水 稠油降粘 破乳 6、油氣集輸 乳化 四、膠體化學(xué)的發(fā)展史 四、膠體化學(xué)的發(fā)展史 1861年，英國科學(xué)家Graham系統(tǒng)研究。 Thomas Graham 實(shí)驗(yàn) Thomas Graham 實(shí)驗(yàn) 膠體化學(xué)的發(fā)展中的飛躍 五、膠體化學(xué)研究的對象 研究對象： 溶膠、凝膠、乳狀液、表面活性劑、界面現(xiàn)象等等。 人們不僅要研究這些體系的基本性質(zhì)，而且要研究與其基本性質(zhì)相聯(lián)系的許多實(shí)際問題。例如： (1)明礬為什么能凈水？ (2)肥皂為什么能去污？ (3)向高空拋撒的粉劑為什么能人工降雨？ (4)魚湯為什么能“凍”起來？ (5)含水原油如何脫水？ 現(xiàn)代應(yīng)用 膠體化學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域 六、膠體與表面化學(xué)的發(fā)展 1、自然科學(xué)帶動(dòng)膠體與表面化學(xué)的提高： 　　☆現(xiàn)代物理化學(xué)理論，解決膠體化學(xué)中的基本理論問題； ☆現(xiàn)代精密儀器和方法解決膠體化學(xué)許多懸而未決的問題； ☆膠體知識應(yīng)用廣泛，豐富了科學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)了對知識的探索。 2、工農(nóng)業(yè)飛躍發(fā)展對膠體表面化學(xué)提出新要求： ☆新產(chǎn)品開發(fā)：單分散溶膠制備，超細(xì)顆粒； ☆老產(chǎn)品升級：洗滌劑、化妝品、染料； ☆舊工藝更新：三采、血液流變學(xué)、正電荷溶膠。 七、著名學(xué)者 1861年Thomas Graham提出“膠體”等膠體化學(xué)詞匯，標(biāo)志膠體化學(xué)的產(chǎn)生。Colloid源自希臘文的κολλα(膠)，意為粘稠狀的物質(zhì)。 七、著名學(xué)者 傅鷹（１９０２—１９７９），物理化學(xué)家和化學(xué)教育家。中國膠體科學(xué)的主要奠基人。他獻(xiàn)身科學(xué)和教育事業(yè)長達(dá)半個(gè)多世紀(jì)，對發(fā)展表面化學(xué)基礎(chǔ)理論和培養(yǎng)化學(xué)人才做出了貢獻(xiàn)。他倡導(dǎo)在高等院校開展科學(xué)研究，創(chuàng)建了我國膠體化學(xué)第一個(gè)教研室，并培養(yǎng)了第一批研究生。　　傅鷹字肖鴻，祖籍福建省閩侯縣，１９０２年１月１９日出生于北京。童年時(shí)代受到在外務(wù)部供職的父親傅仰賢的薰陶，深感國家頻遭外國列強(qiáng)欺侮，是國家貧弱和清廷腐敗所致，遂萌發(fā)了強(qiáng)國富民的愿望。１９１９年他入燕京大學(xué)化學(xué)系學(xué)習(xí)，轟轟烈烈的“五四”運(yùn)動(dòng)和《新青年》雜志對他有很大的影響，從此發(fā)奮苦讀，立志走科學(xué)救國的道路。１９２２年公費(fèi)赴美國留學(xué)，６年以后，在密執(zhí)安（Ｍｉｃｈｉｇａｎ）大學(xué)研究院獲得科學(xué)博士學(xué)位，時(shí)年２６歲。 七、著名學(xué)者 傅鷹是我國少數(shù)有突出貢獻(xiàn)的物理化學(xué)家之一，尤其在膠體和表面化學(xué)的研究上有著很深的造詣。他從青年時(shí)代起，就對我們祖先制造陶器，發(fā)明紙、墨，加工面食等許多最早應(yīng)用膠體的實(shí)例發(fā)生濃厚的興趣。膠體科學(xué)是研究物質(zhì)在一定介質(zhì)中經(jīng)高度分散而成的分散體系和表（界）面現(xiàn)象的科學(xué)。雖說膠體的應(yīng)用幾乎和人類文明史一樣長久，但對它進(jìn)行系統(tǒng)的理論研究卻是進(jìn)入２０世紀(jì)以后才開始的。傅鷹正是從２０年代初到美國留學(xué)時(shí)，加入到膠體和表面化學(xué)開拓性研究的行列之中。在密執(zhí)安大學(xué)研究院，他師從巴特爾教授，主攻表面現(xiàn)象和吸附作用，旁及多種膠體體系。他潛心研究，勇于探索，取得了系統(tǒng)而有開創(chuàng)性的豐碩成果，受到國際學(xué)術(shù)界的重視和好評。　　 戴安邦，男，1901年4月生。江蘇丹徒人。1924年畢 業(yè)于金陵大學(xué)化學(xué)系。后赴美留學(xué)，1931年獲哥倫比亞大學(xué)博士學(xué)位。著名無機(jī)化學(xué)家、教授、博士生導(dǎo)師，中科院院士。 主要研究方向 膠體化學(xué) 配位化學(xué).他在南京大學(xué)籌建膠體化學(xué)專業(yè)，1955年首批大學(xué)生畢業(yè)。 七、著名學(xué)者 陳宗淇 1932年生，浙江人。教授。1953年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系，1957年考入北大化學(xué)系研究生，1961年畢業(yè)后在山東大學(xué)化學(xué)系工作。1979年升為副教授，1986年為正教授，到青島化工學(xué)院工作。是第一批國務(wù)院批準(zhǔn)的碩士生導(dǎo)師。自1983年開始，承擔(dān)國家自然科學(xué)基金任務(wù)共六項(xiàng)，其中三項(xiàng)為主持。在國內(nèi)外著名雜志上發(fā)表論文百余篇。出版著作有：《膠體化學(xué)》（高教）（1985）、《物理化學(xué)與膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)》（1983）（高教）、《膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)》（山大出版社）（1987），獲1978年“工農(nóng)泥漿”科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)，1984年“低固相不分散濕漿”石油部科技進(jìn)步獎(jiǎng)。1990年獲山東省教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)。1992年“分散體系的異常流變性”獲山東省科委科技進(jìn)步獎(jiǎng)。1994年再次獲省科技進(jìn)步獎(jiǎng)，1995年獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。享受國務(wù)院特殊津貼。 七、著名學(xué)者 虞宏正（１８９７—１９６６）膠體化學(xué)、物理化學(xué)家和教育家。畢生致力于農(nóng)科大學(xué)的教育和科學(xué)研究，為國家培育了幾代科學(xué)技術(shù)人才；還長期從事膠體化學(xué)和熱力學(xué)的研究工作，創(chuàng)建并組織領(lǐng)導(dǎo)了一批科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，為我國西北地區(qū)的農(nóng)業(yè)科學(xué)教育事業(yè)做出了開拓性工作。 　　 江龍 福建人，1933年出生于上海，中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員，2001年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。1953年畢業(yè)于南京大學(xué)化學(xué)系膠體化學(xué)專業(yè)。1960年研究生畢業(yè)于莫斯科蘇聯(lián)科學(xué)院物理化學(xué)研究所，獲副博士學(xué)位。長期從事膠體與界面化學(xué)研究。早年跟隨戴安邦先生從事硅酸聚合理論的研究，研究了關(guān)于SiO2溶膠膠凝速度與pH關(guān)系的定量理論，并于1982年獲國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。八十年代初從事代油燃料水煤漿以及強(qiáng)化采油的研究。解決了高濃度分散體系（>70％）流動(dòng)與穩(wěn)定性的一系lX9紅軟基地

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