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方法簡介

　　膠體（colloid）是一種分散相粒徑很小的分散體系，分散相粒子的重力可以忽略，粒子之間的相互作用主要是短程作用力。
　　溶膠（Sol）是具有液體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者大分子，分散的粒子大小在1～1000nm之間。
　　凝膠（Gel）是具有固體特征的膠體體系，被分散的物質形成連續的網狀骨架，骨架空隙中充有液體或氣體，凝膠中分散相的含量很低，一般在1％～3％之間。
　　簡單的講，溶膠－凝膠法就是用含高化學活性組分的化合物作前驅體，在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解、縮合化學反應，在溶液中形成穩定的透明溶膠體系，溶膠經陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網絡結構的凝膠，凝膠網絡間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經過干燥、燒結固化制備出分子乃至納米亞結構的材料。

發展歷史

　　1846年法國化學家J.J.Ebelmen用SiCl4與乙醇混合后，發現在濕空氣中發生水解并形成了凝膠。
　　20世紀30年代W.Geffcken證實用金屬醇鹽的水解和凝膠化可以制備氧化物薄膜。
　　1971年德國H.Dislich報道了通過金屬醇鹽水解制備了SiO2-B2O-Al2O3-Na2O-K2O多組分玻璃。
　　1975年B.E.Yoldas和M.Yamane制得整塊陶瓷材料及多孔透明氧化鋁薄膜。
　　80年代以來，在玻璃、氧化物涂層、功能陶瓷粉料以及傳統方法難以制得的復合氧化物材料得到成功應用。

化學過程

　　溶膠－凝膠法的化學過程首先是將原料分散在溶劑中，然后經過水解反應生成活性單體，活性單體進行聚合，開始成為溶膠，進而生成具有一定空間結構的凝膠，經過干燥和熱處理制備出納米粒子和所需要材料。
　　其最基本的反應是：
　　(l）水解反應：M(OR)n ＋ H2O → M (OH) x (OR) n－x ＋ xROH
　　(2) 聚合反應：－M－OH ＋ HO－M－ → －M－O－M－＋H2O
　　－M－OR ＋ HO－M－ → －M－O－M－＋ROH

方法優點

　　溶膠－凝膠法與其它方法相比具有許多獨特的優點：
　　（1）由于溶膠－凝膠法中所用的原料首先被分散到溶劑中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的時間內獲得分子水平的均勻性，在形成凝膠時，反應物之間很可能是在分子水平上被均勻地混合。
　　（2）由于經過溶液反應步驟，那么就很容易均勻定量地摻入一些微量元素，實現分子水平上的均勻摻雜。
　　（3）與固相反應相比，化學反應將容易進行，而且僅需要較低的合成溫度，一般認為溶膠一凝膠體系中組分的擴散在納米范圍內，而固相反應時組分擴散是在微米范圍內，因此反應容易進行，溫度較低。
　　（4）選擇合適的條件可以制備各種新型材料。
　　溶膠一凝膠法也存在某些問題：首先是目前所使用的原料價格比較昂貴，有些原料為有機物，對健康有害；其次通常整個溶膠－凝膠過程所需時間較長，常需要幾天或兒幾周：第三是凝膠中存在大量微孔，在干燥過程中又將會逸出許多氣體及有機物，并產生收縮。

重要應用

　　金屬化合物經溶液、溶膠、凝膠而固化，再經低溫熱處理而生成納米粒子。其特點反應物種多，產物顆粒均一，過程易控制，適于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制備。　
　　溶膠一凝膠法作為低溫或溫和條件下合成無機化合物或無機材料的重要方法，在軟化學合成中占有重要地位。在制備玻璃、陶瓷、薄膜、纖維、復合材料等方面獲得重要應用，更廣泛用于制備納米粒子。