改良胶溶法制备氢氧化铁胶体的条件优化与性质表征

为进一步优化本科物理化学实验“Fe(OH)_(3)胶体的制备与表征”,在改良胶溶法的基础上建立L_(31)(5^(5))正交试验,探究了HCl用量、离心操作(离心转速、离心时间、离心后取样高度)等因素对所制备Fe(OH)_(3)胶体粒径分布、ζ-电位等的影响.研究发现:离心并分段取样表征的操作可有效分离不同尺寸的胶体并降低胶体的分散程度;随着HCl用量增加,成胶原理经历传统碱式胶溶法-改良胶溶法-水解法变化过程,并阐明改良胶溶法下胶体的形成机理为酸性环境下H^(+)、Cl^(-)共同影响达到平衡的缓冲体系胶体形态.该文还进一步优化了Fe(OH)_(3)胶体的制备与后处理条件:HCl用量7.5~9 mmol(约为Fe(OH)_(3)当量的1~1.2倍)、离心转速约8000 rpm(最大离心力约8890×g)、离心时间5~10 min、取样高度2~3 cm,以及稀释10倍并超声助分散操作.结果表明该条件下实验所得胶体均一性高、性质稳定,验证实验测得粒径24.18 nm(RSD<1.4%),电位33.43 mV(RSD<8.0%),电导率0.223 S/m(RSD<5.2%).