普通高等教育“十二五”规划教材 界面现象PDF电子书下载

第1章 界面与界面现象 1

1.1 界面、界面相与表面 1

1.2 弯曲液面的附加压力 2

1.3 分子间力 3

1.3.1 化学作用与物理作用 3

1.3.2 静电力 5

1.3.3 诱导力 6

1.3.4 色散力 6

1.3.5 弱化学作用 9

1.4 分子间力与物性的关系 10

1.4.1 分子间力与沸点和熔点的关系 10

1.4.2 分子间力与溶解度的关系 11

思考题 11

第2章 气-液界面及现象 12

2.1 纯液体表面 12

2.1.1 比表面自由能和表面张力 12

2.1.2 表面张力的物理真实性 13

2.1.3 界面区的分子特性 15

2.1.4 表面分子的交换率 15

2.1.5 表面张力的分子理论 15

2.1.6 表面张力的影响因素 16

2.2 附加压力与气-液界面现象 17

2.2.1 液面的曲率 17

2.2.2 弯曲液面下的附加压力——Laplace方程 18

2.2.3 毛细现象 19

2.2.4 蒸气压与曲率的关系——开尔文方程 20

2.2.5 亚稳现象——过饱和蒸气和过热液体 20

2.3 表面张力的测定 22

2.3.1 毛细管法 22

2.3.2 最大气泡压力法 22

2.3.3 吊环法 23

2.3.4 吊片法 24

2.3.5 滴重法和滴体积法 24

2.4 溶液的表面 25

2.4.1 溶液的表面张力 25

2.4.2 水溶液的表面张力与表面吸附 25

2.5 Gibbs吸附等温线方程 26

2.5.1 Gibbs吸附等温线方程的推导 26

2.5.2 Gibbs吸附等温线方程的应用 29

2.6 表面活性剂水溶液 29

2.6.1 表面活性剂的结构与分类 30

2.6.2 疏水效应和似冰理论 31

2.6.3 溶解性与临界胶束浓度及Krafft点 31

2.6.4 表面活性 32

2.7 表面活性剂在水溶液表面的吸附 33

2.7.1 表面活性剂吸附等温线 33

2.7.2 吸附层结构与状态 34

2.7.3 表面状态方程 35

2.7.4 表面活性剂溶液吸附的实际应用 35

2.7.5 表面活性剂的吸附动力学 37

2.8 胶束的形成与特性 38

2.8.1 胶束的形成与结构 38

2.8.2 临界胶束浓度的测定 40

2.8.3 临界胶束浓度的影响因素 41

2.8.4 胶束溶液的增溶效应 42

2.8.5 反胶束现象 44

思考题 45

习题 45

第3章 液-液界面及现象 46

3.1 液-液界面的形成与界面张力 46

3.1.1 液-液界面的形成 46

3.1.2 液-液界面张力的实验测定 47

3.1.3 纯液体间界面张力的理论模型 47

3.2 液体的铺展系数 51

3.2.1 液-液界面形成过程的自由焓变 51

3.2.2 铺展系数 51

3.3 界面活性剂溶液的界面张力 53

3.3.1 界面活性剂溶液的界面张力 53

3.3.2 混合界面活性剂的界面张力 54

3.4 液-液界面吸附 56

3.4.1 液-液界面的吸附等温线 57

3.4.2 液-液界面吸附层的结构 58

3.4.3 界面吸附层的本征曲率 59

3.5 乳液和微乳液 60

3.5.1 乳液的形成和稳定性 60

3.5.2 微乳液及其性质 62

3.6 不溶性单分子膜 66

3.6.1 不溶性单分子膜的制备 66

3.6.2 表面压的物理意义与测定方法 67

3.6.3 单分子膜的状态及其状态方程 68

3.6.4 单分子膜的应用 71

思考题 74

习题 74

第4章 肺泡单分子膜及其生理机制 76

4.1 肺泡表面活性物质及其生理功能 76

4.1.1 肺泡表面活性物质的磷脂成分 76

4.1.2 肺泡表面活性物质的蛋白质成分 77

4.1.3 肺泡表面活性物质的生理功能 77

4.1.4 肺泡单分子膜行为机理的研究进展 78

4.1.5 肺泡单分子膜的行为机理方面的关键问题 79

4.2 纯组分肺泡单分子膜结构模型的研究 79

4.2.1 纯SP-C单分子膜结构模型 79

4.2.2 纯SP-B单分子膜结构模型 81

4.3 纯组分肺泡单分子膜的状态方程 82

4.3.1 状态方程的推导 82

4.3.2 纯组分肺泡单分子膜状态方程的回归模拟 83

4.3.3 纯组分肺泡单分子膜状态方程的进一步实验验证 85

4.4 双组分肺泡单分子膜状态方程的研究 86

4.4.1 混合规则的引入 86

4.4.2 双组分单分子膜状态方程的验证 87

4.4.3 结果讨论与分析 88

4.4.4 双组分单分子膜状态方程混合规则的改进 88

4.5 SP-C在多组分肺泡单分子膜内的行为机理研究 92

4.5.1 肺泡单分子膜中SP-C／磷脂的行为模型 92

4.5.2 挤出过程的数学模型 94

4.5.3 行为模型与数学模型的验证 97

4.6 结论 100

思考题 101

习题 101

第5章 固-液界面及现象 102

5.1 固体表面的润湿 102

5.1.1 润湿种类 102

5.1.2 接触角及其测定方法 103

5.1.3 润湿功 103

5.1.4 临界表面张力 105

5.1.5 浸渍热 106

5.2 接触角的测定 107

5.2.1 接触角的测定方法 107

5.2.2 接触角滞后现象 108

5.3 固体润湿性的影响因素 109

5.3.1 固体表面非均匀性和粗糙度的影响 109

5.3.2 表面活性剂的影响 110

5.3.3 润湿的应用 112

5.4 固-液界面吸附 115

5.4.1 固-液吸附的基本特征 115

5.4.2 非电解质稀溶液的吸附 116

5.4.3 电解质溶液的吸附 119

5.4.4 表面活性剂溶液的吸附 122

5.4.5 高分子溶液的吸附 125

5.4.5 固-液界面吸附的应用 126

思考题 126

习题 127

第6章 气-固界面及现象 128

6.1 固体表面特性 128

6.1.1 固体表面的几何特性 128

6.1.2 固体表面的物理构造和化学组成 129

6.1.3 固体表面的晶体结构和物化特性 132

6.1.4 固体的表面模型 136

6.1.5 固体表面成分和结构的实测方法 137

6.2 固体的表面热力学 139

6.2.1 固体表面自由能和表面张力 139

6.2.2 固体表面自由焓的理论模型 141

6.2.3 固体表面自由能的实验测试 145

6.3 气体在固体表面的吸附 146

6.3.1 吸附热力学 148

6.3.2 吸附热及其测定方法 149

6.3.3 物理吸附等温线模型 151

6.3.4 表面状态方程 154

6.4 气-固界面与催化反应机理 156

6.4.1 活性中心与固体表面特性的关系 156

6.4.2 活性中心与吸附热的关系 157

6.4.3 催化反应机理与吸附热的关系 158

6.5 硅晶片表面改性与太阳能电池 159

6.5.1 硅太阳能电池 159

6.5.2 表面改性制备硅太阳能电池 161

6.5.3 前景展望 163

思考题 165

习题 165

第7章 固-固界面及现象 167

7.1 固-固界面自由焓 167

7.1.1 两种固体的界面自由焓 167

7.1.2 同种固体不同晶型间的界面自由焓 170

7.2 固-固界面分子间作用力模型 173

7.2.1 离子键黏附模型 173

7.2.2 共价键黏附模型 176

7.2.3 分子间极性取向力模型 177

7.2.4 极性与非极性分子相互作用模型 180

7.2.5 非极性分子间的黏附模型 181

7.3 固-固界面的黏附理论 182

7.3.1 吸附理论 183

7.3.2 扩散理论 185

7.3.3 化学键理论 188

7.3.4 弱边界层理论 189

7.3.5 静电作用理论 190

7.4 黏结强度的影响因素 191

7.4.1 分子极性 191

7.4.2 胶黏剂的相对分子质量及其分布 192

7.4.3 胶黏剂的结晶度 193

7.4.4 固体表面粗糙度 193

7.4.5 黏附体系的内应力 194

7.4.6 温度与压力 194

思考题 195

习题 195

参考文献 196