【摘要】胶体是指分散相颗粒线度在1～100nm范围，且具有许多特殊物理和化学性质的分散体系。这种体系的形成有一定的规律，只有用特定的方法创造出适合胶体形成的条件，才能制备出胶体。就此对近年来国内外胶体制备与纯化技术领域现有胶体制备方法作了详细的介绍，并论述了其应用前景。
【关键词】胶体；均分散胶体；制备纯化
【中图分类号】TQ430 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2019）01-0028-02
1 引言
英国化学家T·Graham发现一些物质，如无机盐能以高扩散速度穿透半透膜，而其他物质则难以甚至不能穿透半透膜。当蒸发溶剂时，这些物质不会形成晶体，而是形成粘性胶体状态。因此，根据此现象，Graham 把物质分为两类：前一类称为类晶质（crystalloid），后一类称为胶体（colloid）。随着科学的发展，人们发现这种分类并不合适，许多结晶材料也可以在适当的介质中形成胶体特征的体系。
2 胶体的制备
在胶体形成原理的指导下，设计了许多制备方法。其主要方法分类介绍于下：
2.1 沉淀法
通过各种方法控制沉淀反应速率可以制得各种均分散胶体。取适量的HAuCl4稀溶液，用K2CO3溶液中和后，加人少量的白磷，可以得到半径的为lnm的高分散度的球形金溶胶。剩余的HAuCl4用甲醛还原，甲醛要在极其缓慢的条件下加入，以使所还原的金就在原有晶核上聚集，从而避免有新的晶核生成。由于第一階段生成一定数目的晶核，第二阶段又是有规律的增长和聚集，因此，可以得到分散颗粒几乎为同一大小的金溶胶[1]。
2.2 预置颗粒法
预置颗粒法也称包封法。例如，在含有尿素的YCl3溶液中，可以预沉积纳米级的Fe2O3、TiO2等细小的析出物。经过加热和老化，碱式碳酸钇将被封装在预置件的表面。重要的是，一些有机化合物可以包封在无机化合物的预置体上，例如用卵清蛋白可以包封水合氧化铬的颗粒。
2.3 共沉淀法
在严格控制的条件下，不同金属盐与普通阴离子的溶液可以同时以一定的顺序和一定的比例沉淀，形成均匀分散的粒子。采用此方法制备了由Al2O3和Y2O3构成的球形混合组成的均分散胶体，其组成（Y3Al5O12）类似石榴石。
2.4 相转变法
相转变法是一种通过高温处理、化学反应或改变溶液环境使其转变为另一种均匀分散粒子的方法。这种转变可以使化学成分保持不变，只改变粒子的形状，或者同时改变粒子的化学成分和形状。例如，在氧化剂存在下，氢氧化铁溶胶在90℃处老化，得到均匀分散的铁磁性粒子，浸入水中的非晶态碱式碳酸镧颗粒可结晶成片状等[2]。
2.5 溶胶—疑胶法
溶胶—凝胶法在制备超细陶瓷粉末中得到了广泛的应用。该方法将两种反应组分别制成溶胶，并将两种溶胶混合进行反应。在一定的条件下（如温度、PH值等），混合溶液慢慢地蒸发掉水分，变成凝胶。在凝胶中加入适量的添加剂，可以在溶剂蒸发过程中保持凝胶内部应力的均匀性，也可以通过超临界干燥的方法去除溶剂，形成纳米级的均匀分散颗粒。
2.6 乳液法和微乳液法
乳液法或微乳液法是指在乳状液或微乳液中进行沉淀反应制取均分散胶体的方法。1966年Hass等报道用乳液法制备成球形ThO2均分散胶体。随后，CoCO3、CaWO3、Y2O3、Au及CaCO3等均分散胶体相继用乳液法或微乳液法制成。正如在均分散胶体形成原理中所指出的，表面活性剂成分在这些体系中起了重要作用[3]。
3 胶体的纯化
通过混凝法得到的溶胶是多分散性的，即体系中含有各种不同尺寸的颗粒。可渗透膜主要由羊皮纸或由胶体制成的半透膜制成，将溶胶从纯分散介质中分离出来。这是因为这种膜的孔太小，只能让小分子或离子通过，而胶体粒子却不能通过。在透析过程中，待纯化的溶胶被装入半透膜袋中，然后浸入蒸馏水中进行透析分析。适当搅拌或加热（注意加热是否影响溶胶的稳定性）可以加速透析。透析在许多方面都有重要的应用价值。目前，医院用于治疗肾病患者的人工肾部分替代了体外血液透析设备的排泄功能，通过透析可以清除尿素、尿酸等有害小分子等血液代谢废物。这里常用的半透明膜有铜氨膜、醋酸纤维素膜等。临床除考虑膜孔大小外，还应注意膜的稳定性和血液相容性。为了加快透析的速度，电渗析（electrodialysis）已被广泛应用于工业和许多实验室。微咸水淡化常用的半透膜有醋酸纤维膜、聚乙烯醇非均相膜等。非均相膜是由地面离子交换树脂颗粒与粘合剂（如聚乙烯）混合并挤压而成的。电渗析技术已经扩展到化学、食品、医药、废水处理等领域[4]。
目前，化工生产中使用的鼓形真空过滤机、叶片式过滤机和古板框过滤机实际上也是一种净化工具，但在这种情况下，被净化的不是溶胶，而是一个大颗粒悬浮液或凝胶状沉淀。
4 应用
相同形状和大小的均匀颗粒可以从胶体中分离出来。这种新材料在新材料的形状和尺寸方面有着广泛的应用。
4.1 基本理论的验证
许多基本理论都要求相同形状和大小的粒子进行实验。Matijcvic最先制成的铁氧化物均分散胶体就是用于铁在大气中腐蚀机理的模拟。
4.2 催化剂
纳米粒子作为多相催化剂在水分解、石油裂解等化学反应中得到了广泛的应用。由均分散颗粒制成的催化剂可以催化水的光解反应，因此可用于太阳能电池的制造。
【参考文献】
[1]陈宗淇，王信光，徐桂英.胶体与界面化学[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2]沈钟，赵振国，康万利.胶体与表面化学[M].北京：化学工业出版社，2012.
[3]章莉娟，郑忠.胶体与界面化学[M].广州：华南理工大学出版社，2006.
[4] Hiemenz，paul C.Principles of colloid and surface chemistry.Raj Rajagopalan.1997.