溶胶的制备纯化及其光电性质研究（)
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溶胶的制备、纯化及其光电性质研究电泳时间的影响
一、前言
1、实验背景
氢氧化铁溶胶的制备在工业上非常重要。目前,工业上一般选用的胶溶法工艺非常复杂。本次实验探究是以三氯化铁为原料,用凝聚法制备氢氧化铁溶胶,比较简单,适合实验中操作,而结果表明这种方法效果也是比较好的。本实验首先根据化学反应法制备了Fe（OH）３溶胶，再以火棉胶/乙醚溶液为原料制备了半透膜。通过热渗析法进行纯化。然后围绕胶体性质,进行胶体的电泳及其定量分析。
2、实验要求
1、本实验为设计探究性实验,以下操作步骤中,每一个小组需选择其中一个探究条件（但各小组所选探究条件不能相同),除了要探究的条件外，其它条件选择探究条件第一项的值。
２、数据处理要求
（１) 将实验结果和数据整理记录;
（2) 根据电泳公式计算Ｆｅ(OH)3溶胶的ζ电位;
(3) 讨论ＦeＣｌ３溶液滴加速度对Ｆｅ（OH)３溶胶形成的影响;
(4)讨论不同的波长的光源对Fe(OH)3溶胶Tｙndalｌ现象的影响;
（5)讨论不同的外部因素对Fｅ(OH)
溶胶的ζ电位测定的影响;
３
3、实验注意事项
(1) 刚制备好的半透膜应装满水溶出其中剩余的乙醚，装水不宜太早,致乙醚未蒸发完,加水后膜呈白色而不适用,也不宜太迟，致膜变干硬而不易取出。制成的半透膜袋如有小漏洞,只需拭干有洞的部分，用玻璃棒蘸少许火棉胶轻轻接触洞口，使之粘满,即可补好。
(2) 可分别用质量分数为1％的ＡgNO3及KCNS溶液检验Fe(OH）3溶胶中是否含有Cl-和Fe３+离子,也可通过侧溶胶电导率的方法判断溶胶的纯化程度（纯化好的Fe(ＯH）3溶胶的电导约为10-5Ω-１)。
(3) 电泳测定管须洗净并干燥，以免残余水珠及其它离子干扰。
（4) 打开电泳仪电源开关时若电流表不动，电极也未见有气泡放出，表示电极不通电，应切断电源，检查线路是否接触不良,直到线路接通为止。
（５) 两铂电极的距离是指U型管溶液导电的距离，不是水平距离。量取两电极的距离时,
要沿电泳管的中心线量取,电极间距离的测量须尽量精确。
二、实验部分
１、基本原理
胶体是颗径１-100 ｎm的分散系，介于真溶液与悬浊体系之间,是连接微观世界与宏观世界的桥梁,具有独特的动力、光学和电学性质,了解胶体的存在、行为及性质有助于更好地理解微观和介观世界的运动规律。此外,胶体现象广泛存在于工农业生产和日常生活中，为了探索胶体现象，进而掌握其变化规律,进行胶体的制备及性质研究实验很有必要。
溶胶的制备方法可分为分散法和凝聚法。分散法是用适当方法把较大的物质颗粒变为胶体大小的质点，如机械法，电弧法,超声波法，胶溶法等；凝聚法是先制成难溶物的分子(或离子)的过饱和溶液,再使之相互结合成胶体粒子而得到溶胶,如物质蒸汽凝结法、变换分散介质法、化学反应法等。Fe(ＯＨ)3溶胶的制备就是采用化学反应法使生成物呈过饱和状态，然后粒子再结合成溶胶。要使到使生成物呈过饱和状态非常简单,但是要获得均匀尺寸的胶体即纳米级别的材料则不是哪么容易,这涉及到胶体的成核、生长和表面能等问题。为了得到均匀胶体溶液，必须做到大量的成核和持续的但较低的过饱和度。
采用化学反应制备的Ｆe（ＯH)3胶体溶液还存在杂质离子，必须进一步进行纯化（净化）。常用的纯化方法包括渗析法和超滤法等。渗析法是利用半透膜能够分离大分子和分子、离子的特性来实现溶胶的净化。半透膜的种类、孔隙大小、厚度、换水等因素会影响其净化效果。使用电导率仪来测量胶体体系电导率可以有效了解其净化的程度。
胶体的主要性质包括动力性质、光学性质和电学性质。动力性质即微粒的不规则热运动或称为Ｂroｗn运动，这是溶胶体系能够保持相对的均匀性的重要原因。
胶体的光学性质即Tynｄaｌl效应，这个在中学化学也的提到，是分辨溶液和溶胶的简单方法。然而在中学阶段并未进一步解释Tｙndaｌl效应的原理,这一原理涉及微粒尺寸、光源的波长、光的吸收、反射、散射、透过的相互关系,Ｒayｌeｉgｈ散射公式很好的回答了这一问题。
式中Ｉ为散射光强度 为入射光的波长,υ为单位体积中的粒子数，V为每个粒子的体积A为入射光的振幅，I为光能总量,n1和n２分别为分散相和分散介质的折射率。即散射光的总能量与入射光波长的四次方成反比,因此入射光的波长越短,散射越多。为了验证Rａyleｉgh公式，可以选取不同的光源和入射光波长,然后在光路的不同方向来观察Tｙnｄａlｌ现象。LED灯提供了不同窄波长的光源，为定性的验证Rayleｉgh公式提供了基础。
在胶体分散系统中，由于胶体本身电离,或胶体从分散介质中有选择地吸附一定量的离子,使胶粒带有一定量的电荷。显然，在胶粒四周的分散介质中，存在电量相同而符号相反的对应离子。荷电的胶粒与分散介质间的电位差，称为ξ电位。在外加电场的作用下，荷电的胶粒与分散介质间会发生相对运动。胶粒向正极或负极(视胶粒荷负电或正电而定）移动的现象，称为电泳。同一胶粒在同一电场中的移动速度由ξ电位的大小而定,所以ξ电位也称为电动电位。测定ξ电位,对研究胶体系统的稳定性具有很大意义。溶胶的聚集稳定性与胶体的ξ电位大小有关,对一般溶胶,ξ电位愈小，溶胶的聚集稳定性愈差，当ξ电位等于零时，溶胶的聚集稳定性最差。所以，无论制备胶体或破坏胶体，都需要了解所研究胶体的ξ电位。原则上,任何一种胶体的电动现象(电泳、电渗、液流电位、沉降电位）都可以用来测定ξ电位，但用电泳法来测定更方便。电泳法测定胶体ξ电位可分为两类,即宏观法和微观法。宏观法原理是观察与另一不含胶粒的辅助液体的界面在电场中的移动速度。微观法则是直接测定单个胶粒在电场中的移动速度。对于高分散度的溶胶，如Fｅ（OH)3胶体，不易观察个别粒子的运动,只能用宏观法。对于颜色太浅或浓度过稀的溶胶，则适宜用微观法。本实验采用宏观法。
宏观法测定Fe(OH)3的ξ电位时，在U形管中先放入棕红色的Fe(OＨ)3溶胶，然后小心地在溶胶面上注入无色的辅助溶液，使溶胶和溶液之间有明显的界面，在U形管的两端各放一根电极，通电一定时间后,可观察到溶胶与溶液的界面在一端上升,另一端下降。胶体的ξ电位可依如下电泳公式计算得到：
式中K 为与胶粒形状有关的常数（球形为 5.4×10１0 V2 S2ｋg-1m-１,棒形粒子为3．6×１０1０V2S２kg-1m-1，η为分散介质的粘度(Pａ?s）,ε 为分散介质的相对介电常数, E 为加于电泳测定管二端的电压（V)，L 为两电极之间的距离(m)，S为电泳管中胶体溶液界面在t 时间(s）内移动的距离(ｍ），S／t表示电泳速度（m.s-1）。式中S、t、E、L均可由试验测得。
影响溶胶电泳的因素除带电离子的大小、形状、离子表面的电荷数目、溶剂中电解质的种类、离子强度、温度外，还与外加电压、电泳时间、溶胶浓度、辅助液的ｐＨ值等有关。根据胶体体系的动力性质,强烈的布朗运动使得溶胶分散相质点不易沉降，具有—定的动力稳定性。另一方面,由于溶胶分散相有大的相界面,具有强烈的聚结趋势，因而这种体系又是热力学的不稳定体系。此外,由于溶胶质点表面常带有电荷,带有相同符号电荷的质点不易聚结，从而又提高了体系的稳定性。
2、实验方案
(1)溶胶的制备：水解法，用FeCl3溶液与蒸馏水在煮沸的条件下制备Ｆe（OH)
３溶胶
(2）溶胶的纯化：利用半透膜对离子的选择性,使Fｅ(OＨ)3溶胶与水进行渗析纯化
(3)电泳实验：用电泳测定管测定Fｅ(OH）３溶胶的电动电位，探讨不同电泳时
间、外加电压、溶胶浓度及辅助液的PＨ值对于电动电位的影
响
3、仪器试剂
电泳测定管1套,直流稳压器1台，电导率仪1台,铂电极2根,停表1块,直尺1把，软线50cm,电炉１台，8００mL烧杯各１个,20０mL烧杯1个，100mL烧杯２个,５0mL烧杯6个,10０ｍＬ锥形杯1个，１００mL量筒1个,10mL刻度移液管2支、１mL刻度移液管2支,试管１2支,胶头滴管5支，聚光手电筒1把,紫蓝绿黄红各色LED灯1套，多种孔隙半透膜１套。
10％FeCl３溶液,稀ＨＣl、KCl、NaＣl溶液,质量分数1％的AgNO3及KCNS 溶液,0.5 mｏl?L－1ＫCl、０.０１moｌ?L-1 K２SO4及０.001 mol?Ｌ-1 K3Fe(ＣN)6溶液，火棉胶,去离子水。
４、实验步骤
(１)水解法制备Fe（OH)3溶胶
量取50mL蒸馏水,置于１0０mL烧杯中，先煮沸2min，用刻度移液管逐滴加入10%ＦeCl3
溶液１0mｌ，再继续煮沸3ｍin，得到棕红色Fｅ(OH）3溶胶。其结构式可表示为：
（2）Fe(OH）
溶胶的纯化
３
ａ）制备半透膜:为了纯化已制备好的溶胶,需要用半透膜。选择一个１00mL 的内壁光滑的锥形瓶，洗涤烘干,倒入约10mL火棉胶溶液,小心转动烧瓶,使火棉胶均匀地在瓶内形成一薄层,倒出多余的火棉胶，倒置烧瓶于铁圈上,流尽多余的火棉胶，并让乙醚蒸发，直至用手指轻轻接触火棉胶膜而不粘着为止。然后加水入瓶内至满，浸膜于水中约10min，倒去瓶内的水。再在瓶口剥开一部分膜，在此膜与玻璃瓶壁间灌水至满,膜即脱离瓶壁,轻轻地取出所成之袋,检查是否有漏洞。
b）纯化：把水解法制得的溶胶，置于半透膜袋内，用线拴住袋口，置于800mL烧杯中,加300ｍＬ蒸馏水,保持温度60-70°C,进行热渗析。每半小时换一次水,并取出少许蒸馏水检验其中Cl-和Fe3+离子，直到不能检出离子为止，通过测溶胶电导率的方法以判断溶胶的纯化程度。纯化好的溶胶冷却后保存备用。
（3) Fe(ＯH)3溶胶的光学性质
?将纯化后的Fe(ＯH)3溶胶装在烧杯中，使用不同波长的光源包括白光光源、紫蓝绿黄红各色LED灯照射烧杯，并在光路方向和其垂直方向观察光透过胶体溶液的现象,并加以比较,对结果进行分析。
(４）Fｅ(ＯＨ)３溶胶的电泳实验
a）配制辅助液
用电导率仪测定纯化好的Fe(ＯH)3溶胶的电导率,然后向一个100mL的小烧杯中加入蒸馏水,用滴管逐滴滴入3moｌ?L－1的HＣl溶液，并测量此溶液的电导率，使其电导率与溶胶的电导率相等，此稀溶液即为待用的辅助液。
b）装溶胶，连接线路
电泳测定装置如图所示:
将经过纯化后的溶胶从电泳管的漏斗处加入,到大半漏斗处，此时慢慢打开活塞,赶走气泡，即关闭（若有溶胶进入Ｕ型管中,应用辅助液荡洗干净,关好漏斗塞及活塞,把辅助液倒干）。向Ｕ型管中加入辅助液到刻度１０左右。把电泳管夹好固定在铁架上并使垂直。
把铂电极插入Ｕ型管中,打开漏斗塞，然后慢慢打开活塞(注意一定要慢）使胶体溶胶非常缓慢地上升, U型管两边胶体溶液上升到某个刻度（有清晰的界面时),直到界面约为5cm时即关闭活塞（此时铂电极铂片浸入辅助液1cm左右)。
c)在不同的外加电压下测定ζ电位
打开电泳仪电源开关，调节电压为1００伏特，读出负极(或正极)界面所在的刻度，并同时按下停表计时,直到界面移动0.5cm，记下停表的时间、界面移动的准确距离、电压。
用同样方法再测一次，求平均值。记下两铂电极的距离L。
c)在不同的外加电压下测定ζ电位
打开电泳仪电源开关,调节电压为100 伏特,读出负极（或正极)界面所在的刻度，并同时按下停表计时,直到界面移动0.5ｃm,记下停表的时间、界面移动的准确距离、电压。
用同样方法再测一次,求平均值。记下两铂电极的距离L。
【探究条件】:调节电压为100、150、2０0伏特同法测定ζ电位，探讨不同外加电压的影响。
ｄ)在不同的电泳时间内测定ζ电位
【探究条件】：电泳时间分别为４ｍin,2miｎ，6min, 8min，探讨不同电泳时间的影响。
e）改变溶胶的浓度为测定ζ电位
【探究条件】:溶胶浓度为原始浓度，原始浓度的1／2,1/３,１/４，探讨不同溶胶浓度的影响。
ｆ）改变辅助液的ｐH值测定ζ电位
【探究条件】：使用ＨCl、KCl、NａNO3的水溶液作辅助液,探讨不同辅助液的影响。
(5）实验结束
关闭电源，回收胶体溶液，整理实验用品。
三、结果与讨论
四、结论
五、思考题
参考文献
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2011 年招收硕士研究生复试考试试题 考试科目：光电子技术 适用专业：微电子学与固体电子学、光学工程 温馨提示：请考生将答案写到答题纸上，并请写清楚题号，不必抄写题目。 一、选择题（每空3分，共30分） 1、下面不是原子跃迁谱线增宽的类型的是（）【是考专业，所以非综合】 A.光谱线的自然增宽 B.碰撞增宽 C.多普勒增宽 D.综合增宽 2、世界上第一台激光器是（） A.红宝石激光器 B.He-Ne 激光器 C.CO2激光器 D.半导体激光器 3、下面不是二阶非线性光学效应的是（）【街头之混混】 A.和频效应 B.差频效应 C.混频效应 D.倍频效应 4、下面不是激光调Q技术的是【次相非qq】 ①机械转镜调Q ②电光调Q ③声光调Q ④磁光调Q ⑤染料调Q ⑥相位调Q A.①④ B.②⑥ C.④⑥ D.①⑤ 5、下面是激光的横模的选模技术的是【绯闻，非稳】 A.非稳腔法 B.色散腔法 C.短腔法 D.F-P标准具法 6、下面不是光纤的耦合技术的是（）【光纤太小非面镜】 A.直接耦合 B.透镜耦合 C.全息耦合 D.面镜耦合 7、下面的光电效应和对应的光电器件正确的是（） ①光电导效应光电管②光电磁光子牵引探测器③光伏效应光电倍
增管④光伏效应光电池⑤光热效应超导远红外探测器⑥外光电效应光电二极管 A.①④ B.②④ C.③⑤ D.②⑥ 8、下面不是液晶的电光效应的是（）【曲】 A.电流效应 B.宾主效应 C.扭曲畸变效应 D.相转变效应 9、下面不是光纤色散的是（）【曲】 A.波导色散 B.折射率分布色散 C.材料色散 D.弯曲色散 10、下面不是矩阵式彩色显像管的是（）【透，不好】 A.荫罩式彩色显像管 B.聚焦荫罩式彩色显像管 C.束指引式彩色显像管 D.穿透式彩色显像管 二、简答题（任选6题，每题5分，共30分） 1、试阐述弹光效应的物理机制。 晶体——应力——形变——分子间相互作用力改变——介电常数、折射率改变——影响光波在晶体中的传播特性。 【当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变（Strain）。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为应力（Stress）。】 2、试定性阐述声光衍射。 3、写出电磁场的边界公式。 4、试阐述温差电效应。 5、试阐述什么是子午光线和斜光线。 6、试举例激光稳频常用的几种方法。 7、试说明红外成像制导系统的特点。
沈阳地区气溶胶光学性质研究 1.引言 大气气溶胶是指均匀分散于大气中的固体微粒和液体微粒所构成的稳定混合体系，其中的微粒统称为气溶胶粒子。此类粒子的空气动力学直径在100μm以下，主要包括沙尘气溶胶、碳气溶胶、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶6类气溶胶粒子。气溶胶在紫外、可见光、红外等波段对辐射的吸收和散射对全球天气过程和气候产生重要影响（Boucher etc. , 1995;Breon etc. , 2002;Satheesh etc. , 2005）。而气溶胶的增加会使空气质量恶化，进而影响人体健康。所以气溶胶对于气候变化和人体健康有着重要的意义。 AOD（Aerosol Optical Depth，气溶胶光学厚度），物理意义是沿辐射传输路径，单位截面上因气溶胶吸收和散射对太阳辐射产生的总削弱。它与垂直方向上大气柱总的气溶胶浓度有关，是表征大气浑浊度的重要物理量(Reddy and Venkataraman, 2000;Lata etc. ,2003;Kaskaoutis etc. , 2006)。 在地理上，沈阳市位于中国东北地区南部，辽宁省中部，以平原为主，山地、丘陵集中在东南部，而辽河、浑河、秀水河等途径境内，属于温带半湿润大陆性气候，平均海拔约50m。沈阳也是建国初期国家重点建设起来的以装备制造业为主的全国重工业基地之一，工业门类达到142个，到2013年为止规模以上工业企业4000多家，地区生产总值7000多亿元。在2015年4月3日沈阳市环保局发布了影响环境空气质量主要污染源有：工业污染、燃煤锅炉和生活炉灶、交通运输、城市扬尘。 目前，对于沈阳地区AOD的研究相对较少，而AOD的变化特征对研究大气环境有着重要意义。因此，笔者基于沈阳2004年8月至2011年10月光学厚度资料，结合地面常规气象观测资料，分析沈阳市AOD变化特征以及气象因子对其影响，希望能对沈阳市大气环境治理提供参考。 2.数据资料 中国科学院大气物理研究所联合国内外单位于2004年7月建立了中国地区太阳分光观测网CSHNET为定量评估中国区域气溶胶的气候和环境效应提供基础观测数据。观测网包括19个中国生态系统研究网络（CERN）定位站、4个典型城市站、香河站和拉萨站两个长期标定站。观测网统一采用新一代便携式LED太阳分光光度计，选取每天10:00~14:00进行观测，0.5h观测一次，每次3组数据，每天至少观测15组数据(天空总云量超过8时不可进行观测)。本文所使用地面光学厚度观测资料来自其中沈阳站。 沈阳站地处松辽平原南部，站点的地理位置为北纬41.52°，123.63°，海拔31m，位于辽中南城市群所在地，是我国重工业基地及乡镇企业迅速发展的地区之一，我国重要的商品粮基地。高投入农业和工业污染给本区农业持续发展带来一系列待解决的生态环境问题。从地理位置上讲，沈阳神态站正好处于由东到西水分因子驱动和由南到北热量因子驱动的横穿我国境内的两条样带上，具有很好的区域代表性和网络研究的重要性。沈阳气候类型属于暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温7.0~8.0℃，无霜期147~164天，年降水量650~700mm（辛金元，2006）。 Angstrom【1964】给出了气溶胶光学厚度与波长间的关系为 τaerosol(λ)＝βλ-α τaerosol(λ)为波长为λ的AOD反映大气气溶胶光学厚度 β为Angstrom混浊系数，与测站上空垂直气柱内的气溶胶质粒总数有关，以代表大气
胶体及其性质 一、胶体的由来及其认识的发展 胶体一词，来自1861年T.格雷姆研究物质在水中扩散的论文《应用于分析的液体扩散》。当时发现有些物质（如某些无机盐、糖和甘油等）在水中扩散很快，容易透过一些膜；而另一些物质，如蛋白质、明胶和硅胶类水合氧化物等，则扩散很慢或不扩散。前者容易形成晶态，称为晶质；后者不易形成晶态，多呈胶态，则称为胶体。此种分类并未说明胶体的本质，因为胶状的胶体在适当条件下可以形成晶态，而晶质也可以形成胶态。直到20世纪初超显微镜的发明以及后来电子显微镜的应用，对胶体才逐渐有较清楚的了解. 二、胶体体系的特点 自质点大小这一特点考虑，高分子与胶体质点的大小差不多。例如，分子量为36000的胰岛素（球状）直径约4.0纳米；分子量为42000的蛋白朊长椭球长约11纳米，与一般金溶胶和硅溶胶质点大小相近。有的高分子甚至长达100纳米以上。因此,与大小有关的性质，如扩散、沉降、渗透压、光散射（见胶体光散射）等性质，二者全都相似。胶体研究的许多结果可以应用于高分子体系，从而大大推动了高分子的研究，高分子化学的部分领域也就归入胶体化学的范畴。经典的胶体体系是热力学不稳定体系，是一相（质点）分布在另一相(介质)中的多相分散体系；而高分子质点分散在介质中的这种胶体体系却是热力学稳定的体系，是均相溶液，即高分子溶于溶剂而形成的溶液。如同小分子的溶液一样,只要溶剂不挥发,高分子溶液就可以永久存在。高分子溶液的溶剂挥发后，得到高分子化合物；但若把高分子放入溶剂中，则又自动溶解而形成溶液。于是就把高分子溶液称为可逆胶体，也叫做亲液胶体，以与疏液胶体相对照、相区别。 胶体质点与经典化学所研究的分子不同的另一特点，是其形状的千差万别，从完全对称的球形和比较对称的椭球形,到极不对称的不规则薄片,以至细长的线条。这将对体系的性质，特别是流变性质有重大影响。例如高分子溶液、钻井泥浆、油漆涂料、胶团溶液，以及乳状液、泡沫等的粘度、弹性、塑性及触变性等皆与质点的形状和结构有关（见非牛顿流体）。三、胶体化学中的基本术语 ⑴相—是指物质的物理化学性质都完全相同的均匀部分。体系中有两个或两个以上的相，称为多相体系。 ⑵相界面—是指相与相之间的接触面称为相界面，相与相之间的宏观物理界面。在相互接触的两相中，若一相为气体，相界面称为表面，若是液—固分界面，称为界面。 ⑶分散相—是指在多相分散体系中，被分散的物质。 ⑷分散介质—是指分散相所在的连续介质，又叫连续相。例如：钻井液中，粘土颗粒分散在水中。粘土为分散相；水为分散介质。 ⑸分散度D—是指分散相的分散度，是分散程度的量度，通常用分散相颗粒平均直径或长度a的倒数来表示。D=1／a。 ⑹比表面—是指单位体积（重量）物质的总表面积。比表面= S/V（m-1 ）或比表面= S/W （m2 ／kg）。 ⑺吸附—是指物质在两相界面上自动浓集（界面浓度大于内部浓度）的现象。 ⑻吸附质—是指被吸附的物质。
2019-2020年人教版高中化学必修一说课稿：2-1-1 胶体的制备及其性质 一、教材分析 本节教学内容选自人教版普通高中课程标准实验教科书必修《化学1》第二章《化学物质及其变化》第一节《物质的分类》。本节课是以学生初中学习的纯净物、混合物、溶液和浊液等知识为基础，提倡学生从原有的知识出发，在介绍了纯净物与混合物的基础上引入胶体的概念。本节的探究学习，既有助于巩固初中所学的内容，也对有效地进行高中阶段的化学学习具有承前启后的作用，在学习和研究化学当中具有不可替代的作用。因此，本节课在全书中占有特殊的地位和具有重要的功能，是高中化学的教学重点之一。 二、学情分析 由于教学对象是刚上高中的专业生，初中知识很薄弱，对化学的要求只是学业考试，从思想上对化学的重视程度不够。 三、设计思路 我准备通过用与生活息息相关的例子激发学生对化学学科的学习兴趣，进而提高学生对化学学科的重视程度，通过鼓励学生主动与教师、同学交流，形成较浓的学习气氛，进而培养学生自主探究合作学习的习惯。 四、教学目标 根据教学大纲的要求和编写教材的意图，结合本节课的特点和学生的实际情况确定了如下教学目标： 知识与技能：（1）了解什么是胶体（2）了解胶体与其它分散系的区别（3）了解胶体的制备、性质与用途 过程与方法：（1）运用观察法、实验探究法学习胶体的性质与用途（2）通过创设问题情境，自由讨论，形成探究、合作的科学学习方式（3）体会分析、归纳、推理的方法在知识学习中的作用 情感态度与价值观：（1）在自主探究过程中，体验活动探究的乐趣，增强学习化学、探究物质变化奥秘的兴趣。（2）重视化学学科与生活实际的联系性，体验化学学
气溶胶的光学特性参数 （1）气溶胶光学厚度 气溶胶光学厚度,英文名称为AOD（Aerosol Optical Depth）或AOT（Aerosol Optical Thickness），表示的是单位截面的垂直气柱上的透过率，有时候又叫大气混浊度，它是一个无量纲的正值。数值范围在0-1之间，0代表完全不透明大气，1代表完全透明的大气，气溶胶光学厚度越大，大气透过率越低。值的大小主要由气溶胶质粒的数密度、尺度分布、气溶胶类型等物理、光学属性来决定。 气溶胶光学厚度的反演： 公式：L=L0+F*T*P/[1-S*P] L：传感器收到的辐射；L0：大气路径辐射；F：下行辐射 P：地表反射率；T：大气透过率；S：大气半球反射率 F*T*P/[1-S*P]：地表反射辐射 对于大气路径辐射项L0,它只是大气气溶胶光学厚度和几何参数的函数,假如地表反射辐射比较小或为零,就可以通过大气路径辐射项来反演获得气溶胶光学厚度,对于地表反射辐射（F*T*P/[1-S*P]）来说，仅是气溶胶光学厚度的函数,如果消去路径辐射信息,便可以通过它来反演气溶胶光学厚度。 （2）散射相函数 散射相函数反映的是电磁波入射能量经粒子散射后在方向上的分布，或者称相函数是粒子(散射体)将某个方向的入射波散射到其他方向的概率。定义相函数P(θ)为在θ角方向的散射辐射能量与各向同性散射时该方向的散射辐射能量之比。目前，常用的相函数有Mie散射相函数、HG相函数、双HG相函数和改进的HG*相函数等，这些函数各有优缺点。 Mie散射相函数： P Mie(θ)= [S1(θ)2 +S2(θ) 2]/ 2πα2 Qsca α=2πR/λ：球形气溶胶粒子的尺寸参数； S1(θ)、S2(θ)：散射振幅矩阵元； Qsca：气溶胶粒子的散射效率因子； S1(θ)、S2(θ)和Qsca可由Mie展开系数求解，Mie散射相函数适合于球形粒子求解。 （3）单次散射反照率 单次散射反照率（single scattering albedo,SSA），在随机介质中传播的光将会被介质中的粒子散射和吸收而衰减，我们称之为消光，其中因散射而导致入射光消光在总消光中所占的比例，可以用粒子的平均单次散射反照率来表示，其定义为： 0（x，m）= Cs（x，m）/C（x，m） C、Cs：粒子的消光截面和散射截面，消光截面是粒子或粒子群在电磁波传播路径上对电磁波衰减能力的度量； x=2πr/λ：为粒子的尺度因子，r、λ分别为粒子的半径和入射光的波长； m：复折射率，为复数m=n–ki，式中实数部分n为介质的折射率，虚数部分的k为介质的吸收系数； 如果用Ca表示粒子的吸收截面，则应满足C=Cs+Ca；如果粒子对入射光完全无吸收，即Ca=0，于是C=Cs，反照率为1，达到它的最大值。粒子有吸收时，反照率介于0到1之间。
大气气溶胶表面化学与光学特性研究进展 陈建民* 复旦大学全球环境变化研究所，上海，200433 复旦大学环境科学与工程系，上海，200433 *Email：jmchen@https://www.doczj.com/doc/6410812291.html, 大气气溶胶有一次排放的矿尘、黑炭（soot）、海盐等，二次气溶胶富含硫酸盐、硝酸盐、铵盐、有机物等成分。大气气溶胶作为污染物的载体或反应床，其表面界面化学反应及消光（光吸收、光散射）特性，对空气质量、大气能见度产生影响，其消光特性对气候效应产生直接影响、作为云凝结核影响成云与降雨表现出对气候效应产生间接影响。本文对近年来矿尘、黑炭、海盐、混合气溶胶与SO2、NOx、有机物、O3等大气污染物表面化学反应机理研究前沿进行了分析，特别对大气气溶胶表面变化引起的光吸收、光散射特性的变化规律进行介绍，指出该领域发展前沿难点问题及重要的研究方向。 Progress on Aerosol Surface Chemistry and its Optical Property Jianmin Chen* Research Institute for the Global Environment Change, Fudan University, Shanghai , 200433 Department of Environmental Science & Engineering, Fudan University, Shanghai , 200433 Aerosol includes primary emission such as dust, black carbon(soot), sea-salt, and secondary evolutings like sulfate, nitrate, ammonium and organics et.al. Aerosol provides surfaces serving as a carrier or reaction bed for pollutants. The atmosperic chemistry of aerosol and its optical extinction (light adsorption and scattering) during heterogeneous reaction have significantly effects on air quality, visibility. Aerosol light extinction has both direct impact on climate change through absorption and scattering of solar radiation, and indirectly, through the modification of cloud properties and wet deposition. This paper concerns recent progress on surface chemistry of heterogeneous reaction mechanism between dust, soot, sea-salt and SO2、NOx、organics、O3 et al..The focus of significant research effort has been paid on light adsorption and scattering yet remaining highly uncertain and a significantvconstraint on the evaluation of climate sensitivity.
中国主要研究所名单 中国航天研究机构 11所陕西动力机械设计研究所（六院）/北京航天动力研究所（一院） 12所北京航天自动控制研究所（一院） 13所北京控制仪器研究所（十院） 14所北京特殊机电研究所（一院） 15所北京特种工程机械研究所（一院） 16所西安（六院） 17所北京控制与电子技术研究所（一院） 18所北京精密机电控制设备研究所（一院） 19所北京航天信息情报研究所（一院） 101所北京航天试验技术研究所（一院） 102所北京航天计量测试技术研究所（一院） 165所陕西动力试验技术研究所（六院） 23所北京无线电测量研究所（二院） 25所北京遥感设备研究所（二院） 203所北京无线电计量测试研究所（二院） 204所北京计算机应用和仿真技术研究所（二院） 206所北京机械设备研究所（二院） 207所北京环境特性研究所（二院） 208所北京电子文献服务中心（二院） 210所西安长峰机电研究所（二院） 31所北京动力机械研究所（三院） 33所北京自动化控制设备研究所（三院） 35所北京华航无线电测量研究所（三院） 303所北京振兴计量测试研究所（三院） 304所北京京航计算通讯研究所（三院） 306所北京特种材料及应用研究所（三院） 310所北京海鹰科技情报研究所（三院） 41所陕西动力机械研究所（四院） 42所湖北红星化学研究所。襄樊（四院） 43所西安航天复合材料研究所（四院） 44所陕西电器研究所（四院） 46所内蒙古合成化工研究所（六院） 47所陕西向阳化工机械公司科技信息研究所。蓝田（四院） 401所西安航天动力测控技术研究所（四院） 502所北京控制工程研究所（五院） 503所北京卫星信息工程研究所（五院） 504所西安空间无线电技术研究所（五院） 508所北京空间机电研究所（五院） 509所上海卫星工程研究所（五院） 510所兰州物理研究所（五院） 511所北京卫星环境工程研究所（五院） 512所北京空间科技信息研究所（五院）
北京市 数学与系统科学研究院 力学研究所 物理研究所 高能物理研究所 声学研究所 理论物理研究所 国家天文台 渗流流体力学研究所 自然科学史研究所 理化技术研究所 化学研究所 过程工程研究所 生态环境研究中心 古脊椎动物与古人类研究所大气物理研究所 地理科学与资源研究所 遥感应用研究所 空间科学与应用研究中心 对地观测与数字地球科学中心地质与地球物理研究所 数学科学学院 物理学院 化学与化工学院 地球科学学院 资源与环境学院 生命科学学院 计算机与控制学院 管理学院 人文学院
外语系 工程管理与信息技术学院 材料科学与光电技术学院 电子电气与通信工程学院 华大教育中心 动物研究所 植物研究所 生物物理研究所 微生物研究所 遗传与发育生物学研究所 心理研究所 计算技术研究所 工程热物理研究所 半导体研究所 电子学研究所 自动化研究所 电工研究所 软件研究所 国家科学图书馆 微电子研究所 计算机网络信息中心 科技政策与管理科学研究所 北京基因组研究所 青藏高原研究所 光电研究院 国家纳米科学中心 信息工程研究所 空间应用工程与技术中心（筹）天津市 天津工业生物技术研究所
河北省 渗流流体力学研究所 遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心山西省 山西煤炭化学研究所 辽宁省 大连化学物理研究所 沈阳应用生态研究所 沈阳计算技术研究所 金属研究所 沈阳自动化研究所 吉林省 长春人造卫星观测站 长春应用化学研究所 东北地理与农业生态研究所 长春光学精密机械与物理研究所 上海市 上海应用物理研究所 上海天文台 声学研究所东海研究站 上海有机化学研究所 上海硅酸盐研究所 上海生命科学研究院 上海药物研究所 上海微系统与信息技术研究所 上海光学精密机械研究所 上海技术物理研究所 上海巴斯德研究所
设计性实验 Fe(OH)3胶体的制备和电泳 韩丰 郭麟 刘天乙 （大连大学 环境与化学工程学院 化学111，辽宁大连 116622） 指导老师：李艳华 贾颖萍 [摘 要] 文章主要探究氢氧化铁的制备、纯化温度及时间对胶体的影响，并测定的胶体性质，最终确定利用化学法制备，纯化温度介于60℃到70℃，时间控制在2周左右，辅助液选用KCl 溶液并且电导率与胶体相同，电泳电压为60V ，得到Fe(OH)3胶体的ζ 电位为；并且研究了相同阳离子不同价态阴离子的盐对于胶体聚沉的影响，并得到价态越高，聚沉能力越强。 [关 键 词] Fe(OH)3胶体；电泳；ζ 电位；实验；聚沉值 作为物理化学实验中经典实验 [1,2] ---胶体的制备及采用电泳方法测定溶胶的电动电势 ζ，我们很有必要去认识和学习。但由于溶胶的电泳受诸多因素如：溶胶中胶粒形状、表面电荷数量、辅助液中电解质的种类、温度和所加电压等。根据实验内容主要利用水解Fe(OH)3溶液制备的氢氧化铁胶体，并且通过渗析纯化后使用。另外，根据教材的实验步骤进行电泳实验，经常遇到溶胶与辅助液间有一界模糊和两极间界面移动距离相差较大等问题。为了使这些问题能够得以很好的解决，我们主要是氢氧化铁胶体的制备、Fe(OH)3胶体的纯化时渗析温度及时间的控制、辅助液的选择与其电导率控制、胶体溶液和导电液的正确加入以及适度的电泳电压等方面对这一实验进行了改进研究来探究Fe(OH)3胶体的ζ 电位，通过与理论值相比较，做出合理的误差分析，以此来对胶体电泳最佳实验条件得以确定，以这一实验改进的条件探讨及结果。 1、实验部分 1.1 实验原理 1.1.1 胶体简介 溶胶是一个多相系统；是热力学不稳定系统(要依靠稳定剂使其形成离子或分子吸附层，才能得到暂时的稳定)，胶粒（分散相）大小在1~100nm 之间[3] ； 1.1.2制备胶体的原理： 凝胶作用：由于溶剂的作用，使沉淀重新溶解成胶体溶液。 化学凝聚法：通过化学反应使生成物呈过饱和状态，然后粒子再胶合成胶粒。 1.1.3 氢氧化铁溶胶ζ电势的测定计算 实验主要是通过测定一定外加电场强度下胶粒的电泳速度的方法计算胶粒的ζ 电位。采用界面移动法测胶粒的电泳速率。 在电泳仪的两段极施加电位差E 后，在时间t 内，如溶胶界面移动的距离为d ，则胶粒的电泳速率： t d v
中国科学院数学与系统科学研究院 *中国科学院数学研究所 *中国科学院应用数学研究所 *中国科学院系统科学研究所 *中国科学院计算数学与科学工程计算研究所 中国科学院物理研究所 中国科学院理论物理研究所 中国科学院高能物理研究所 中国科学院力学研究所 中国科学院声学研究所 中国科学院理化技术研究所 中国科学院化学研究所 中国科学院生态环境研究中心 中国科学院过程工程研究所 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院国家天文台 *中国科学院云南天文台 *中国科学院乌鲁木齐天文工作站 *中国科学院长春人造卫星观测站 *中国科学院南京天文光学技术研究所 中国科学院遥感应用研究所 中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 中国科学院大气物理研究所 中国科学院植物研究所 中国科学院动物研究所 中国科学院心理研究所 中国科学院微生物研究所 中国科学院生物物理研究所 中国科学院遗传与发育生物学研究所 *中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心（原中国科学院石家庄农业资源研究所） 中国科学院计算技术研究所 中国科学院软件研究所 中国科学院半导体研究所 中国科学院微电子研究所 中国科学院电子学研究所 中国科学院自动化研究所 中国科学院电工研究所 中国科学院工程热物理研究所 中国科学院空间科学与应用研究中心 中国科学院自然科学史研究所 中国科学院科技政策与管理科学研究所
中国科学院光电研究院 北京基因组研究所 中国科学院青藏高原研究所 国家纳米科学中心 院直属事业单位（京外） 中国科学院山西煤炭化学研究所 中国科学院沈阳分院 中国科学院大连化学物理研究所 中国科学院金属研究所 中国科学院沈阳应用生态研究所 中国科学院沈阳自动化研究所 中国科学院海洋研究所 青岛生物能源与过程研究所(筹) 烟台海岸带可持续发展研究所（筹） 中国科学院长春分院 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院长春应用化学研究所 中国科学院东北地理与农业生态研究所 *中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心（原中国科学院黑龙江农业现代化研究所） 中国科学院上海分院 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院上海光学精密机械研究所 中国科学院上海硅酸盐研究所 中国科学院上海有机化学研究所 中国科学院上海应用物理研究所（原子核研究所） 中国科学院上海天文台 中国科学院上海生命科学院 *生物化学与细胞生物学研究所 *神经科学研究所 *药物研究所 *植物生理生态研究所 *国家基因研究中心 *健康科学研究中心 *中国科学院上海生命科学信息中心 *营养科学研究所 *中国科学院上海生物工程研究中心 中国科学院上海巴斯德研究所（筹） 中国科学院福建物质结构研究所 中国科学院城市环境研究所 中国科学院宁波材料技术与工程研究所(筹) 中国科学院南京分院
气溶胶介绍 气溶胶是由固体颗粒、液体颗粒或液体及固体颗粒悬浮于气体介质中形成的均匀分散的多体系，它们的粒子大小约在100~10000纳米之间，属于粗分散物系，可长时间悬浮于空气中。气溶胶在气体介质中不因重力作用而沉降。环境科学中一般定义大气气溶胶为悬浮在大气中的尺度为几十埃到几百微米的固体或液体粒子体系。 气溶胶粒子是悬浮在大气中的多种固体微粒和液体微小颗粒，气溶胶有自然或人类两种来源。有的来源于自然界，如火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的抱子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等；有的是由于人类活动，如煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。 气溶胶粒子具有分布不均匀、变化尺度小、复杂性的特点，多集中于大气的底层，对云的凝结核、雨滴、冰晶形成，进而对降水的形成起重要作用。气溶胶甚至可以改变云的存在时间，能够在云的表面产生化学反应，决定降雨量的多少，影响大气成分。 气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。一方面可以将太阳光反射到太空中，从而冷却大气，并会使大气的能见度变坏；另一方面却能通过微粒散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外逸，使大气升温。
气溶胶中的粒子具有很多特有的动力性质，光学性质，电学性质。比如布朗运动，光的折射，象彩虹，月晕之类都是因为光线穿过大气层而引起的折射现象，而大气中含有很多的粒子，这些粒子就行成了气溶胶。 根据光电子能谱（XPS）对气溶胶燃烧后的固体颗粒的分析，可知其固体产物中主要含有元素C、N、O、K，这四种元素存在的形式有金属碳化物、C、CO32盐、C的有机物、-COO盐、K2O、K2CO3、KN3、KNO2、KNO3。可以看出固体产物微粒中的主要成分是金属碳化物和碳酸盐。 另外，有些气溶胶配方会加入一定量的碘化银（AgI）。碘化银的熔点为558℃，沸点1506℃，放于光中变色，最后变黑。几乎不溶于水易和稀酸，微溶于氨水，溶于氰化钾溶液。在人工降雨中，用于冰核形成剂，还能防冰雹、防霜冻、防雪、防风暴，甚至可以防台风。在北京2008奥运会上，碘化银配方气溶胶被应用于人工消雨，成功保证了北京奥运会开、闭幕式顺利进行。
船舶类研究所汇总 船舶类研究所(转) 一、七院简介： 1961海军组建舰艇研究院并正式成立国防部第七研究院（简称七院），七院属国防部建制，在国防科委领导下进行工作，其党政工作和日常工作的组织领导由海军负责。1965年转隶第六机械工业部。现为中国船舶重工集团公司第七研究院。主要从事舰船武器装备发展战略研究、舰船系统顶层技术研究、系统集成及系统工程管理、军民两用技术的开发研究，与各研究所有机构成完整的舰船武器系统研究和科技开发的技术体系。 二、中国船舶重工集团七院现有研究院所： 12所热加工工艺研究所（兴平） 76所船舶档案馆（兴平） 701所武汉船舶设计研究所 702所中国船舶科学研究中心（无锡） 703所哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所 704所上海船舶设备研究所 705所西安精密机械研究所 707所天津航海仪器研究所 708所中国船舶及海洋工程设计研究院（上海） 709所武汉数字工程研究所 710所宜昌测试技术研究所 711所上海船用柴油机研究所 712所武汉船用电力推进装置研究所 713所郑州机电工程研究所 714所科技情报研究所（北京） 715所杭州应用声学研究所 716所江苏自动化研究所 717所华中光电技术研究所（武汉） 718所邯郸净化设备研究所 719所武汉第二船舶设计研究所 722所武汉船舶通讯研究所 723所扬州船用电子仪器研究所 724所南京船舶雷达研究所 725所洛阳船舶材料研究所 726所上海船舶电子设备研究所 760所大连测控技术研究所 750试验场昆明船舶设备研究试验中心602所中船建筑工程设计院 三、七院各研究所简介： ※中国舰船研究院：北京市朝阳区双泉路堡甲2号 主要从事舰船武器装备发展战略研究、舰船系统顶层技术研究、系统集成及系统工程管理、军民两用技术的开发研究，承担研究生培养和学位管理工作。与各研究所有机构成完整的舰船系统研究和科技开发的技术体系。我院现有职工近800人，其中各类专业技术人员近600
中科院光电所研制出实用深紫外光刻机 近日，中国科学院光电技术研究所微电子专用设备研发团队研制成功波长254nm 的实用深紫外光刻机（Mask aligner ），光刻分辨力达到500nm 。Mask aligner 因使用方便、效率高、成本低，一直是使用面最广、使用数量最多的一种光刻设备。在现有的微纳加工工艺中，光刻所采用的波段是决定光刻分辨力的重要因素之一。长期以来，国产Mask aligner 均采用紫外波段 （350nm 至450nm ），分辨力只能做到1ym以上。而对于 200nm至1 ^m的微纳器件复制，只能采用进口紫外投影光刻机，200nm 以下分辨力则只能采用进口深紫外投影光刻机。光电所该型设备的成功研制，填补了国内商用化深紫外光刻机的空白，可低成本解决500nm 以上器件的高效复制，具有很好的社会经济效益。光电所微电子专用设备研发团队积极响应客户需求，大胆创新，成功解决了低成本深紫外光源、深紫外高均匀性匀光技术、新型深紫外介质膜镀膜技术以及非球面准直技术等诸多难点。该型设备仅需通过更换滤光模块，便可实现紫外、中紫外波段、深紫外波段的相互切换。同时，该型设备以光电所URE-2000 系列紫外光刻机为基台（已经销售550 台，其中出口30 多台），配有高精度对准模块、真空曝光模式、双面曝光模式、纳米压印模式、接近式模式、数字设定曝光间隙等诸多功能供用户选择或定制，能满足不同光刻工艺需求。该设备自动化程度高、操作十分方便、外形美观。该型
设备的成功研制，是光电所光刻机团队将光刻工艺需求与设备研发紧密结合的产物，市场前景十分广阔。光电所研发团队还积极与潜在用户单位进行需求沟通和工艺探索，利用中紫外波段(峰值波长310nm )在光敏玻璃(FOTURANII)上完成了高深宽比结构的制备直接光刻，设备已经销售数台，并与德国肖特 (SCHOTT)公司达成合作协议。⑻设备外观图；(b)设备输出光谱实测曲线
8.2 胶体物系的动力性质与光学性质 8.2.1 布朗运动 1872年植物学家布朗在显微镜下看到悬浮在水中的花粉颗粒作永不停息的无规则 运动。以后还发现其他微粒（如矿石、金属和碳等）也有同样的现象，这种现象就称为布朗运动。悬浮在液体中的微粒之所以能不断地运动是其周围处于热运动状态的介质分子不断撞击这些微粒的缘故。 1905年和1906年，爱因斯坦和斯莫鲁霍夫斯基分别创立了布朗运动理论，他们假 定胶粒运动与分子运动类似，每个粒子的平均动能和液体（分散介质）分子一样，都是kT 2 3 ，因而导出了如下公式 r t L RT x ?= πη3 （1） x 是粒子在时间间隔t 内在x 方向的平均位移，L 是阿氏常数，η是介质的粘度，r 是 粒子的半径。这个公式与实验结果相符。 布朗运动是胶体物系动力稳定性的一个原因。由于布朗运动的存在，胶粒从周围分子不断获得动能，从而抗衡重力作用而不发生聚沉。但布朗运动同时有可能使胶粒因相互碰撞而聚集，颗粒由小变大而沉淀。 8.2.2 扩散和渗透压 胶体质点的半径较大，扩散速度较小。扩散速度的大小可用扩散系数D 来衡量。爱因斯坦曾导出了D 与平均位移x 的关系为 Dt x 2= （2） 这就是爱因斯坦-斯莫鲁霍夫斯基方程。由式（1）和（2）消去x ，得 r L RT D ?= πη6 （3） 这就是爱因斯坦-斯托克斯方程。由式（3）可求出胶粒半径，进而可算出胶粒的摩尔质量： （4） 胶体物系的浓度很低，其渗透压可借用稀溶液的渗透压公式nRT V =π。
例 273K 时质量分数为31046.7-?=w 的硫化砷溶胶的胶粒半径8 101-?=r m ，粒子密度为3108.2?=ρkg m ―3 ，溶胶体积为1×10－3 m 3 ，质量近似为分散介质水的质量 1×kg 。求该溶胶的渗透压。 解 () 12333383mol 10023.6m kg 108.2m 1013 4 kg 11046.7----????????= πn mol 100566.16-?= 2.398Pa K 273mol K J 314.8m 101mol 100566.11 3 36=??????==---RT V n π 显然，这个数字是很难测出来的。同理，溶胶的其他依数性质也是很难测出来的。 8.2.3 沉降和沉降平衡 悬浮在流体中的固体颗粒在重力的作用下下降而与流体分离的过程称沉降。但对于分散度较高的物系，由布朗运动引起的扩散作用与沉降的方向相反，所以扩散成了阻碍沉降的因素。颗粒越小，这种影响越显著。当沉降速度与扩散速 度相等时，物系就达到了平衡状态，这种现象称沉降平衡，如图。由图(a )、(b )和(c )知，粒子质量越大，其浓度随高度变化越大。含有各种大小不同粒子的物系称为多级分散物系，这类物系沉降平衡时，溶液上部粒子平均半径比底部小，如图（d ）。 8.2.4 胶体物系的光学性质 胶体的光学性质是胶体多相性和高度分散性特征的反映。通过对胶体物系光学性质的研究，可以帮助我们理解胶体物系的性质，观察胶体粒子的运动和测定其大小及形状。
胶体的制备与性质 第一节 胶体的制备和净化 胶粒：1—100 nm ，原则上可由原子、分子凝聚成胶体（凝聚法），也可由大块物质分散成胶体（分散法）。 一、胶体制备的一般条件 1. 分散相在介质中的溶解度必须极小，浓度低 OH H C S 52+——真溶液）溶胶（溶解度极小，滴入水中O H S 2/???→? 低溶解度是形成溶胶的必要条件之一，同时还需要反应物的浓度很稀，生成的难溶物晶粒很小而又无长大条件时才能得到胶体。若反应物浓度很大，细小的难溶物颗粒突然生成很多，易形成半固体状的凝胶。 2. 必须有稳定剂存在 分散胶体体系中存在巨大的界面积，属热力学不稳定体系，胶体需要稳定剂作用才能稳定存在。 二、胶体的制备方法 1. 分散法：机械分散、电分散、超声分散和胶溶法 通过不同的能量或作用方式分散大块物体→胶粒 胶溶法是某些新生成的沉淀中加入适量的电解质或置于某一温度下使胶体重新分散成溶胶。 如正电胶MMH （moled metal hydroxide ）或MMLHC ：mixed metal layered hydroxide compound 在一定比例的AlCl 3·MgCl 2 混合溶液中，加入稀氨水，形成混合金属氢氧化物沉淀（半透明凝胶状），经多次洗涤后（目的在于控制其中的氯离子浓度），置该沉淀于80℃下恒温，凝胶逐渐形成带正电的溶胶。MMH 用途很广——钻井液添加剂、聚沉剂、防沉剂等。 胶溶法：新形成的洗涤过的溶液沉淀加入少量33)(FeCl OH Fe →搅拌→沉淀转化为红棕色的3)(OH Fe 溶胶→机械粉碎——球磨机、振动磨、冲击式粉碎机、胶体磨、离心磨。 研磨过程中，增大增大，S A G S ，颗粒有聚集倾向（颗粒间有吸引力；颗粒增大，S G 减小）。分散?聚集平衡，颗粒不再磨细。要提高研磨效率，防聚可采取溶剂冲稀或加入稳定剂吸附表面——工业SAA ，油漆工业，研磨色料（SAA 保护） 电分散：电弧使金属气化，分散于溶剂中，得到溶胶。 超声波分散：对被分散的物质产生很大的撕碎力。 2. 凝聚法：用物理或化学方法使分子或离子聚集成胶粒。 （1） 还原法——金属溶胶
中国科学院光电技术研究所 调研报告 报告人：周亮宁 测控技术与仪器01班 引言 此次调研旨在搜集中国科学院光电技术研究所的工作和研究生教育方面的信息，以期能对测控技术与仪器专业在校学生研究生报考和求职起到良好的作用。本调研报告包括中科院和光电技术研究所的概况，主要研究成果概况，招聘和招生信息，薪酬待遇和福利，单位地址附近生活环境等。由于时间有限，本报告所有信息均来自互联网。 一、中科院概况 1949年，伴随着新中国的诞生，中国科学院成立。 中国科学院有光电类直属事业单位包括光电研究院、光电技术研究所，光电类国家工程研究中心光电子器件国家工程研究中心等多个与测控技术与仪器专业息息相关的单位和部门。 在高技术研究与发展领域，中国科学院共有28个研究所、2个技术支撑单位、1个国家实验室、43个国家重点实验室和院重点实验室。主要工作涉及信息技术、先进制造、光电科技、材料、能源、交通、化学工程和空间科学技术等领域，曾为中国计算机、激光、合成橡胶、“两弹一星”等研究做出过重大贡献。为了强化研究所的科技成果转化能力和工业配套能力，建成31个国家工程中心和院工程中心，并按现代企业制度管理，形成一个高技术企业群体。各研究所积极承担国家重点基础研究计划、国家高技术研究发展计划、国家重点科技攻关计划等国家重大科技任务，加强与企业的合作，取得了一系列重大成果。工业机器人产业化、实践五号科学实验卫星和风云系列气象卫星的有效载荷、小型化超强超短激光、纳米材料、有机合成化学、40万千瓦蒸发冷却电机曙光3000超级服务器、“龙芯”高性能CPU芯片等大批创新研究成果，为中国信息技术和自动化、
化工与材料、能源等领域的科技发展写下了新的篇章。并且不断推动高新技术产业化，坚持面向国家战略需求，加强关键技术创新与集成，加强科技创新成果的转化，为中国产业结构调整、保持经济快速增长以及社会可持续发展做出了直接贡献。 中国科学院于1958年创办中国科学技术大学，是一个以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理和人文学科的全国重点大学。中国科大是国家首批7所“211工程”和首批9所“985工程“重点建设的大学之一，中国科学技术大学为中国科学院输送大批人才。中国科学院于1951年与高校一起开始实行统一计划招收研究生制度，1977年率先恢复因“文革”而中断的研究生招生，1978年经党中央批准成立了中国第一个研究生院——中国科学技术大学研究生院。在不断发展中，形成了以中国科学技术大学和中国科学院大学（原中国科学院研究生院）为核心、覆盖全院研究所的教育体系，形成了独具特色的两段式研究生教育模式，研究生教育质量不断提高。 二、中科院光电技术研究所概况 中国科学院光电技术研究所（简称光电所）始建于1970年，是中国科学院在西南地区规模最大的研究所。1999年进入科学院知识创新工程试点，2006年进入创新三期，并被评估确定为科学院A类（优秀）研究所。 中国科学院光电技术研究所建所以来，光电所在自适应光学、光束控制、应用光学等领域取得了多项重大成就，先后取得包括国家科技进步特等奖在内的500余项科技成果，申请专利380余件，授权专利180余件，发表论文3100余篇。与此同时，广泛开展国内外学术交流与合作，多次承办国际先进光学制造和检测会议等国际学术交流活动。 光电所以国家需求为牵引，面向世界光电科技领域发展前沿，重点开展光电工程应用基础性、前瞻性的高技术研究与系统集成创新研究。建有国家863计划光束控制重点实验室、863计划自适应光学重点实验室和国家唯一的微细加工光学技术国家重点实验室。主要研究领域包括：光束控制、自适应光学、天文目标光电观测与识别、光电精密跟踪测量、微光学及微电子光学、先进光学制造、生物医学光学等，承担有国家863、973、自然科学基金、部委重大重点项目及企业委托开发项目研究，研究水平居国内领先或国际先进。 全所设有“光学工程”博士后流动站，设有“光学工程”、“信号与信息处理”、“测试计量技术与仪器”3个博士学位授权点，“光学”、“光学工程”、“机械制造及其自动化”、“精密仪器及机械”、“测试计量技术及仪器”、“物理电子学”、“信
气溶胶光学特性的反演方法研究 韩 冰,高 飞,李铜基 (国家海洋技术中心,天津 300111) 摘 要:气溶胶是大气重要组成部分,其对地球的辐射收支平衡以及气候变化均有非常重要的贡献。文中根据非线性辐射传输理论,研究了从自动观测太阳光度计(CE318)多角度的天空扫描数据获取气溶胶粒子谱分布、散射相函数等光学特性的反演方法,并对2000年10月27日、30日南海试验的观测数据进行了分析,取得了较好效果。关键词:气溶胶;粒子谱分布;散射相函数;辐射传输 中图分类号:T P722.4 文献标识码:B 文章编号:1003-2029(2006)03-0055-06 1 引言 气溶胶的严格含意是指悬浮在气体中的固体和(或)液体微粒与气体载体共同组成的多相体系[1]。相应地,大气气溶胶是指大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的多相体系。大气气溶胶粒子的直径多在10-3～102L m之间,包括可溶性的(如海盐粒子)和不可溶性的(如化石燃料的氧化物)粒子。依其形成机制则可分为自然因子与人为因子,前者主要是经由地表的自然风化过程和海洋表面的碎浪过程而进入大气,后者则是来自人类工业文明所产生微小污染物[2]。气溶胶对地球的辐射收支平衡继而气候变化均有非常重要的贡献,但是目前人们对气溶胶的了解非常欠缺。气溶胶的辐射贡献包括两部分:一是直接辐射贡献,即气溶胶对太阳辐射进行吸收、散射等引起的;二是通过改变云的微观物理特性而产生的间接影响。 首先,气溶胶对气候的影响方面,M cCo rm ick和L ud-wig认为[3],气溶胶会增加太阳辐射的反照率,进而导致地球的长期性冷却效果,而Char lso n和Pilat[4]也曾提出气溶胶对大气系统能量收支的影响,即气溶胶透过吸收、散射和放射过程直接影响地球能量的收支。其次,在卫星数据校正方面,气溶胶对卫星信号的贡献是很难准确估算的部分,因而通过研究气溶胶的光学特性必然会提高估算的准确性。 利用地面的光谱辐射计对大气进行观测,是目前广泛使用的研究大气特性的方法之一。其中自动太阳光度计是一种不受天气限制、自动跟踪并存储数据的辐射计,在世界范围内得到认可并大量使用,例如A ERO N ET气溶胶观测网[5]采用的就是这种仪器。CE318具有天空辐亮度扫描的 收稿日期:2006-01-20功能,利用其测量数据可反演气溶胶粒子谱分布、散射相函数等信息。本文以2000年10月27日、30日海南三亚的观测数据为例,利用CE318多角度的天空扫描数据,采用非线性数值方法对气溶胶光学特性反演方法进行了研究。 2 太阳光度计测量原理 CE318是法国CIM EL公司生产的一种自动跟踪扫描太阳辐射计,该仪器在可见近红外设有8个观测通道,它不仅能自动跟踪太阳作太阳直射辐射测量,而且可以进行太阳等高度角天空扫描、太阳主平面扫描和极化通道天空扫描。CE318能自动存储和传输测量数据,实现自动测量采集和远程数据传输。CE318天空扫描主要有两种模式:平维圈扫描和主平面扫描。平维圈扫描是指观测时保持仪器的天顶角与太阳天顶角相同,而仪器与太阳的相对方位角逐渐变化;主平面扫描是指观测时仪器与太阳之间的相对方位角不变,而仪器的天顶角变化[5]。 CI M EL318辐射计测量太阳直射辐射F和漫射辐射E: F=F0ex p(-m S)(1) E(H0,<)≡E(()=m XS P(()F$8+q(()(2)式中:F0是大气层外的辐射通量;S是总的大气光学厚度; m是大气光学质量;H0是太阳天顶角;<是观测的方位角;(是散射角;X是整个大气层内单次反照率;P(()是总的相函数(包括瑞利散射和气溶胶散射两部分);$8是观测辐射计的立体观测角;q(()表示多次散射的贡献[6]。 为了减少仪器带来的系统误差,我们将观测数据用太阳直射辐射进行标准化,即: E(()≡ m XS P(()F$8+q(() Fm$8 =XS P(()+r(()(3) 通过多角度的天空扫描,我们可以通过非线性数值方 第25卷 第3期2006年9月 海 洋 技 术 OCEAN T ECHNOLOGY Vol.25,No.3 Sept,2006