
【化】 colloid electrochemistry
colloid
【化】 colloid; reuuber matrix; rubber mass; rubber matrix
【医】 colloid
【计】 electrochemistry
【化】 electrochemistry; galvano-chemistry
【医】 electrochemistry; galvanochemistry
胶体电化学(Colloidal Electrochemistry)是物理化学与材料科学的交叉学科,主要研究胶体分散体系中带电粒子与电场相互作用的规律及其应用。其核心内容包括胶体颗粒表面电荷分布、电双层结构、电泳现象以及电化学稳定性等,研究对象涵盖纳米颗粒、乳浊液、气溶胶等非均相体系。
基础定义与机制
胶体电化学涉及胶体颗粒在电场中的迁移行为(电泳)和聚集稳定性。根据经典DLVO理论,带电胶体颗粒间的相互作用力由范德华吸引力和双电层排斥力共同决定,公式可表示为:
$$
V_T = V_A + V_R
$$
其中$V_A$为范德华势能,$V_R$为静电排斥势能。这一理论为解释胶体稳定性提供了定量框架(来源:国际纯粹与应用化学联合会《胶体科学基础》)。
关键研究方向
2025年Nature Materials报道了基于胶体量子点的光电催化体系,其电荷分离效率达到92%,为太阳能燃料制备开辟新路径。该成果验证了胶体电化学在新能源领域的核心价值。
胶体电化学是研究胶体体系中电荷分布、电性质及其与电化学现象关联的学科,主要涉及胶体粒子的带电特性、电泳、电渗等现象。以下是核心内容的详细解释:
胶体粒子表面因吸附或电离作用而带有电荷。例如:
这种电荷分布形成“双电层”结构,即胶粒表面紧密吸附的离子层(吸附层)和外围扩散分布的异号离子层(扩散层)。
在电场作用下,带电胶体粒子定向移动的现象称为电泳。例如:
电泳的应用包括:蛋白质分离、工业废水处理(通过电泳使胶体聚沉)等。
胶体电化学的核心是电荷相互作用导致的动力学行为(如电泳)和稳定性机制。其理论在材料科学、环境工程及生物技术中具有广泛应用。
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