均分散颗粒体系

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第383页（1884字）

是由形状相同、尺寸分布很窄的细微颗粒组成的分散体系。

颗粒的尺寸一般在胶体粒子范围之内，因此颗粒在介质中的分散体系具有胶体性质。自然界中有一些均分散颗粒体系，如某些蛋白质、细菌组成的分散体系。1906年齐格蒙第(R．Zsigmondy)制备的金溶胶由直径6nm左右的金颗粒组成，这是最早由人工制成的均分散颗粒体系。此后，相继有人制成功由形状相同，尺寸相近的硫、硒、银、二氧化硅、硫化钡、辛酸及聚苯乙烯等颗粒组成的均分散溶胶或胶乳。1969年马特捷维奇(E．Matijevic)领导的实验室制成了Cr(OH)₃均分散水溶胶。此后，该实验室制备了Al、Cu、Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)、Ti和Co等一系列金属氧化物或水合氧化物的均分散颗粒体系，并用这种体系进行了金属腐蚀过程的模拟研究及优质磁性材料的开发。

从此，均匀散颗粒体系引起了学术界及产业部门的注目。

只有在严格控制的条件和操作方式下才可能形成均分散颗粒体系。

不同物质，甚至同种物质不同形状颗粒的均分散体系的制备方法各不相同。

归纳起来有以下几类制法：(1)升温水解法：金属盐溶液在严格控制的条件(浓度、酸度、温度及添加剂等)下发生水解反应，形成均分散颗粒。(2)控制沉淀组分浓度法：调节通气速率或让添加物缓慢分解等方法控制金属离子沉淀组分的浓度，以达到控制沉淀形状与尺寸的效果。(3)包封法：用细微的均分散颗粒作为晶核，预置于可发生沉淀反应的溶液中，使沉淀均匀地包封在预置颗粒上。

(4)气溶胶法：反应组分在气溶胶状态下发生化学反应，以形成均匀的细微颗粒；(5)乳状液或微乳液法：让沉淀反应在乳状液或微乳液中进行，以制得均分散颗粒体系。

已提出的均分散颗粒体系形成原理是：沉淀的成核与生长过程分开，即拉默(V．K．LaMer)模型；让所有颗粒同步长大及分隔沉淀区域以限制颗粒的尺寸等。

要完全弄清形成机理并在理论指导下设计均分散颗粒体系的制备方法尚有许多工作要做。

到1990年为止，制成的均分散颗粒体系已近百种，其中包括一些单质、各种金属的氧化物、水合氧化物、氢氧化物、硫化物、硒化物、难溶盐及某些高聚物等。均分散颗粒体系的品种正在不断增加。1986年以后，出现了制备同时具有不同化学组成的均分散颗粒体系。这种体系的应用前景是很广阔的。

均分散颗粒首先在理论研究及仪器校准等方面获得了应用。

佩林(J．Perrin)，用藤黄的均分散颗粒体系测定阿弗加德罗(Avogadro)常数并验证了沉降平衡理论。马特捷维奇通过铁氧化物均分散颗粒体系的制备，模拟了金属腐蚀机理。彼得(J．Peter)和得蔡利克(G．Dezelic)用纺锤形均分散颗粒对光散射理论进行了成功的检验。聚苯乙烯均分散颗粒已作为校准电子显微镜的基准物；几种金属氧化物及硫化物的均分散颗粒已作为颜料色度的基准。

预计均分散颗粒在验证胶体稳定性、动力学性质及吸附理论等方面会有重大作用。

均分散颗粒体系的使用前景十分诱人。细微而均匀的颗粒可以满足高质量磁性记录材料、颜料、油墨及高速摄影胶片等的技术要求。

比表面大和均匀性好可以提高多相催化剂的活性及选择性。

用均分散颗粒作为陶瓷粉料有可能烧制出高韧性的工程陶瓷和具有特异功能的电子陶瓷。均分散颗粒也是纸张、橡胶和塑料的优质填充料。

但是要让均分散颗粒投入使用，首先要解决制备规模工业化的难题。如何使这种材料的制备条件简化、工艺连续化，以便扩大到工业生产规模，这仍是亟待解决的重大研究课题。

【参考文献】：

1 Laker VK, Dinegar R H. J Am Chem Soc, 1950,72,4847～ 4854

2 Matijevic E. Ann Rev, Mater, Sci, 1985,15:483～516

3 Sugimoto T. Adv Colloid Interface Sci,1987,28:65～108

4 陈宗淇，王光信，滕弘霓．化学通报，1990，1∶23～26

(青岛化工学院王光信教授撰；陈宗淇审)