《膠體表面化學》課程教學大綱

課程名稱膠體表面化學英文名稱ColloidalandSurfaceChemistry課程編碼180520045課程類型專業選修課程課程級別專業課程學分數2先修課程有機化學，無機化學，物理化學學時數32其中實驗學時

其中實踐學時

適用范圍化學化工學院（4年制）制定單位化學化工學院

一、教學大綱說明（一）課程的性質、地位、作用和任務膠體與表面化學是研究膠體及表面特性的科學。是應用非常廣泛的化學分支學科，涉及石油開發、陶瓷、催化、涂料、建材、造紙、塑料、農藥、環保、醫藥、食品等眾多應用領域。膠體與表面化學主要研究各種不同的表、界面性質、膠體化學的基本原理、膠體與界面現象的關系、表面活性物質、乳狀液與高分子溶液，在此基礎上介紹膠體科學的新發展，膠體與表面化學在環境、信息、生物、能源等領域的應用。本課程的主要任務是使學生全面系統地掌握膠體及表面化學的原理和方法，提高學生分析問題、解決問題的實際能力。（二）課程教學目標及其與本專業畢業要求的對應關系序號課程教學目標畢業要求1能應用本課程中所學的基本理論和實驗方法，分析生產生活中實際工程問題，提出解決工程問題的可行性設計方案。畢業要求1：具有從事化學工程專業工作所需的相關數學、自然科學、工程基礎和專業知識，并能運用這些知識解決化工過程中涉及的復雜工程問題。2能夠將膠體表面化學等方面的知識運用于工程問題，具備同相關領域專家學者交流解決實際問題的能力。畢業要求10：能夠就化工過程的工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，并具備一定的國際視野。3能夠靈活運用所學知識，看待本課程對于化工過程問題的影響，理論與實踐相結合，受益終生。畢業要求12：具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發展的能力。（三）課程教學方法與手段本課程以課堂講授為主，課程內容包含一定數量的習題課。學生在學完物理化學課程的基礎上，通過本課程的學習對膠體分散體系及表面特性的理論及方法進一步學習，培養學生的創新思維能力，提高學生運用膠體及表面化學知識分析問題、解決問題的能力。（四）課程與其它課程的聯系本課程是化學工程與工藝專業的專業選修課。課程學習過程中涉及到《無機化學》、《有機化學》、《物理化學》等專業基礎課的內容。同時該課程也是后續專業課程《表面活性劑化學及應用》的基礎。（五）教材與教學參考書1．《膠體化學基礎》，周祖康等，北京大學出版社，1987。2．《表面化學》，顧惕人等，科學出版社，1994。

二、課程的教學內容、重點和難點第一章緒論教學要求：1.了解膠體化學的概念及發展簡史2.膠體化學研究對象及今后的應用領域教學內容：膠體的概念；膠體化學發展簡史；膠體化學的研究對象。教學重點：膠體定義與現象。難點：膠體與表面化學研究范疇及方法。第二章膠體的制備及性質教學要求：1.掌握膠體的制備方法；2.理解溶膠的性質；3.了解膠體的形貌及穩定性。教學內容：第一節膠體的制備及凈化第二節溶膠的運動性質擴散、Brown運動、沉降第三節溶膠的光學性質光散射、顆粒大小及形狀的測定第四節溶膠的電學性質電動現象及其應用，表面電荷，雙電層及電動電勢第五節膠體的穩定性溶膠的聚沉及穩定第六節流變性質流變的概念，稀溶液粘度第七節膠體的形貌膠體形狀、大小及分布教學重點：膠體的制備方法及原理，膠體的性質及穩定性。難點：膠體穩定性第三章凝膠教學要求：1．了解凝膠的特征及分類；2．了解凝膠的形成及結構；3．凝膠動力學；4．物質在凝膠中的擴散與化學反應。教學內容：第一節概述凝膠的定義及分類第二節凝膠的形成凝膠的形成條件及方法第三節凝膠的結構空間結構及作用力第四節防凝作用及影響因素防凝現象，影響防凝作用的因素第五節凝膠的性質觸變作用、離漿作用、膨脹及吸附第六節凝膠中的擴散和化學反應擴散作用、化學反應第七節幾種重要的凝膠硅酸鋁凝膠、鋁皂溶膠及聚丙烯酰胺凝膠教學重點：凝膠的制備和凝膠的性質特征。難點：凝膠的膨脹、離漿、吸附、觸變現象。第四章界面現象和吸附教學要求：1.理解表面性質基本理論；2.理解表面潤濕和鋪展；3.了解界面吸附作用及影響因素。教學內容：第一節表面張力和表面能表面張力的概念，測定及方法第二節彎曲界面的一些現象彎曲界面兩側的壓力差及與曲率半徑之間的關系，毛細管現象，彎曲液面飽和蒸氣壓。第三節潤濕和鋪展潤實現象和潤濕角，鋪展，潤濕熱第四節固體表面的吸附作用吸附熱、吸附曲線及吸附量的測定第五節吸附等溫方程式Freundlich吸附等溫式，Langmuir單分子層吸附理論，BET多分子層吸附理論第六節固體-氣體界面吸附的影響因素溫度、壓力、吸附劑等對吸附的影響第七節固體-溶液界面吸附吸附量及其測定，單分子層及多分子層吸附性質教學重點：學習單分子層的吸附理論，包括Langmuir吸附等溫式、Freundlich吸附等溫式。難點：固體吸附的本質、吸附等溫線及單分子層吸附理論。第五章常用吸附劑的結構、性能和改性教學要求：1.

了解多孔性物質的表征及測定；2.

了解常用吸附劑的結構和及其應用。教學內容：第一節多孔性物質的表征及測定密度、比表面積、孔體積、孔半徑、粒度及測定方法。第二節常用吸附劑的結構和性能硅膠、氧化鋁、活性炭等的結構和應用第三節固體的表面改性及其應用表面改性效果的測定，表面改性方法和原理，表面改性的應用。教學重點：常用吸附劑的結構和性能難點：表面改性及應用第六章表面活性劑教學要求：1.

掌握表面活性劑的定義及類型；2.

了解表面活性劑的性質及應用。教學內容：第一節概述表面活性劑的定義及特點第二節表面活性劑的類型表面活性劑的分類及結構特征第三節表面活性劑在界面上的吸附Gibbs吸附公式、吸附層結構、LB膜及應用第四節表面活性劑的體相性質各種性質對濃度的轉折點，表面活性劑濃度第五節膠束理論膠束與臨界膠束濃度，膠束結構第六節表面活性劑的親水親油平衡（HLB）值HLB值的定義及計算方法第七節表面活性劑的作用及應用增溶作用，潤濕和滲透，分散和絮凝，起泡和消泡，去污作用教學重點：表面活性劑的特征及應用難點：表面活性劑在界面上的吸附第七章乳狀液教學要求：1.

掌握乳化劑的定義及分離；2.

了解乳狀液的制備及物理性質教學內容：第一節概述乳狀液的定義及類型第二節乳狀液的制備和物理性質乳狀液的制備方法，乳化劑的加入方式，乳狀液的物理性質第三節乳狀液類型的鑒別稀釋法，染色法，電導法第四節影響乳狀液穩定性的因素乳狀液的熱力學穩定性，油水界面，界面電荷，乳狀液的粘度，液滴大小及分布，粉末乳化劑的穩定作用第五節乳化劑的選擇乳化劑的分類，HLB值及應用第六節乳狀液的變型和破乳乳狀液的變型及影響因素，乳狀液的破壞第七節微乳狀液微乳狀液的微觀結構，助表面活性劑的作用，微乳狀液的制備及性質第八節乳狀液的應用控制反應，農藥乳劑，瀝青乳狀液，稠油的乳化降粘，紡織工業等第九節液膜分離液膜分離機理及應用教學重點：乳狀液和泡沫的物理性質及制備方法難點：泡沫的物理性質和穩定因素第八章高分子溶液教學要求：1.

掌握高分子溶液與膠體的異同點；2.

了解高分子溶液特有的物理化學性質。教學內容：第一節聚合物的分子量和分子量分布數均分子量，質均分子量，粘均分子量，Z

均分子量，分子量分布寬度指數第二節高分子化合物的溶解溶脹，溶解，高分子在溶液中的形態第三節溶液中高分子的大小均方末端距，均方回轉半徑第四節高分子溶液的性質滲透壓，光散射，粘度，超離心沉降第五節聚電解質解離平衡，聚電解質的粘度，聚電解質的應用教學重點：高分子溶液的物理化學性質難點：分子溶液與膠體的異同點

三、學時分配教學內容其中：各教學環節學時分配

章節主要內容學時分配講授實驗討論習題實踐在線學習其它支撐課程教學目標1緒論22

12膠體的制備及性質65

1

1、2、33凝膠44

1、2、34界面現象和吸附65

1

1、2、35常用吸附劑的結構、性能和改性44

1、2、36表面活性劑33

1、2、37乳狀液44