
【化】 colloid electrochemistry
colloid
【化】 colloid; reuuber matrix; rubber mass; rubber matrix
【醫】 colloid
【計】 electrochemistry
【化】 electrochemistry; galvano-chemistry
【醫】 electrochemistry; galvanochemistry
膠體電化學(Colloidal Electrochemistry)是物理化學與材料科學的交叉學科,主要研究膠體分散體系中帶電粒子與電場相互作用的規律及其應用。其核心内容包括膠體顆粒表面電荷分布、電雙層結構、電泳現象以及電化學穩定性等,研究對象涵蓋納米顆粒、乳濁液、氣溶膠等非均相體系。
基礎定義與機制
膠體電化學涉及膠體顆粒在電場中的遷移行為(電泳)和聚集穩定性。根據經典DLVO理論,帶電膠體顆粒間的相互作用力由範德華吸引力和雙電層排斥力共同決定,公式可表示為:
$$
V_T = V_A + V_R
$$
其中$V_A$為範德華勢能,$V_R$為靜電排斥勢能。這一理論為解釋膠體穩定性提供了定量框架(來源:國際純粹與應用化學聯合會《膠體科學基礎》)。
關鍵研究方向
2025年Nature Materials報道了基于膠體量子點的光電催化體系,其電荷分離效率達到92%,為太陽能燃料制備開辟新路徑。該成果驗證了膠體電化學在新能源領域的核心價值。
膠體電化學是研究膠體體系中電荷分布、電性質及其與電化學現象關聯的學科,主要涉及膠體粒子的帶電特性、電泳、電滲等現象。以下是核心内容的詳細解釋:
膠體粒子表面因吸附或電離作用而帶有電荷。例如:
這種電荷分布形成“雙電層”結構,即膠粒表面緊密吸附的離子層(吸附層)和外圍擴散分布的異號離子層(擴散層)。
在電場作用下,帶電膠體粒子定向移動的現象稱為電泳。例如:
電泳的應用包括:蛋白質分離、工業廢水處理(通過電泳使膠體聚沉)等。
膠體電化學的核心是電荷相互作用導緻的動力學行為(如電泳)和穩定性機制。其理論在材料科學、環境工程及生物技術中具有廣泛應用。
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