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第1章 液体的表面 1

1.1表面张力与表面吉布斯函数 1

1.1.1表面张力 1

1.1.2表面吉布斯函数 2

1.1.3表面吉布斯函数和表面张力的关系 2

1.2表面自由能的微观定性解释 2

1.3表面吉布斯函数的分子理论 3

1.4表面张力的物理真实性——空位理论假设 4

1.5.2温度的影响 5

1.5.1物质的本性 5

1.5影响表面张力的因素 5

1.5.3压力的影响 6

1.6表面热力学基础 6

1.6.1表面张力的广义热力学定义 6

1.6.2表面熵 6

1.6.3表面能与表面焓 7

1.7弯曲液面的表面现象 7

1.7.1弯曲液面下的附加压力 7

1.7.2附加压力与曲率半径的关系 8

1.7.3毛细现象 10

1.7.4Kelvin公式 12

1.8表面张力的测定方法 16

1.8.1毛细上升法 16

1.8.2威廉米吊片法 16

1.8.3环法 17

1.8.4最大压力气泡法 18

1.8.5滴体积（滴重）法 18

参考文献 20

第2章 溶液的表面张力和表面吸附 21

2.1溶液的表面张力 21

2.1.1水溶液表面张力的三种类型 21

2.1.2特劳贝(Traube)规则 23

2.1.3表面活性物质与表面活性剂 24

2.2吉布斯吸附公式 25

2.2.1表面吸附量 25

2.2.2吉布斯吸附公式 25

2.2.3吉布斯吸附公式的应用 27

2.2.4离子型表面活性剂溶液的吉布斯吸附公式 28

2.3溶液表面吸附等温线 28

2.4表面活性物质在溶液表面上定向排列 30

2.5饱和吸附量 31

2.6.1动表面张力 32

2.6动表面张力与吸附速率 32

2.6.2溶液表面吸附速率 33

2.6.3动表面张力的测定方法 33

参考文献 34

第3章 表面活性剂 35

3.1表面活性剂的分类 35

3.1.1按表面活性剂的亲水基分类 35

3.1.2按表面活性剂的疏水基分类 37

3.1.3高分子表面活性剂 37

3.1.5生物表面活性剂 38

3.1.4新型表面活性剂 38

3.2表面活性剂溶液的性质 39

3.3表面活性剂的溶解度与温度的关系 40

3.4表面活性剂的活性 41

3.5表面活性剂的HLB值 42

3.5.1HLB值的估算方法 43

3.5.2HLB值的测定 45

3.6胶束 46

3.6.1胶束的形成 46

3.6.2胶束的结构、大小与形状 48

3.6.3临界胶束浓度 52

3.6.4胶柬形成热力学 58

3.6.5胶束的增溶作用及应用 59

3.6.6胶束的催化作用 61

3.7囊泡与脂质体 62

3.8液晶 63

3.9表面活性剂的绿色化学及绿色表面活性剂 66

3.9.1绿色化学 66

3.9.2表面活性剂的绿色化学 66

3.9.3绿色表面活性剂举例 67

参考文献 68

第4章 液液界面 69

4.1液液界面张力及其测定 69

4.2黏附功与内聚功 69

4.3铺展 71

4.4界面张力的近代理论 73

4.4.1Antonoff规则 73

4.4.2Good-Girifalco公式 73

4.4.3Fowkes理论 74

4.5表面活性剂溶液的界面张力 75

4.5.1单一表面活性剂溶液的界面张力 75

4.5.3超低界面张力 76

4.5.2混合表面活性剂的界面张力 76

4.6表面活性剂在液液界面上的吸附 77

4.6.1液液界面的吉布斯吸附等温式 77

4.6.2液液界面的吸附等温线 78

4.6.3液液界面上的吸附层结构 78

4.7表面活性剂在双水相体系中的界面性质 79

4.8乳状液 81

参考文献 82

5.2微乳状液的形成 83

5.3微乳状液的类型与结构 83

5.1微乳状液的定义 83

第5章 微乳状液 83

5.4微乳状液的性质 85

5.5影响微乳形成及其类型的因素 86

5.6微乳状液体系的相行为 88

5.7微乳状液形成的机理 89

5.7.1负界面张力理论 89

5.7.2构型熵理论 90

5.8微乳状液结构的表征 90

5.8.2扩散系数(D)与微乳结构 91

5.8.3电导率与微乳结构 91

5.8.1光散射法 91

5.9微乳状液的应用举例 93

5.9.1微乳化妆品 93

5.9.2微乳清洁剂 93

5.9.3微乳燃料 93

5.9.4金属加工用微乳油 93

5.9.5微乳剂型药物 94

5.9.6微乳剂型农药 94

5.9.7微乳法分离蛋白质 95

5.9.8微乳液作为反应介质 95

5.9.9应用微乳技术提高原油采收率 96

参考文献 97

第6章 不溶性单分子膜 98

6.1不溶性单分子膜的形成 98

6.2不溶性单分子膜的性质 98

6.2.1表面压 98

6.2.2表面膜电势 99

6.2.3表面黏度 100

6.2.4表面膜的光学性质 101

6.3不溶性单分子膜的各种聚集状态 101

6.4单分子膜的应用举例 104

6.6LB膜 105

6.5混合不溶膜 105

6.7生物膜 106

6.8LB膜与仿生膜的应用 107

6.8.1生物膜的化学模拟和仿生生物分子功能材料 107

6.8.2生物传感器 108

6.8.3LB膜在药物研制中的应用 108

6.8.4LB膜技术在医学研究中的应用 109

参考文献 109

7.1.3固体表面的不均匀性 111

7.1.2固体表面的不完整性 111

7.1.1固体表面的粗糙性 111

7.1固体表面的特点 111

第7章 气体在固体表面上的吸附 111

7.2固体表面能与表面张力 112

7.2.1固体的表面能 112

7.2.2固体的表面应力与表面张力 112

7.2.3表面张力与表面能 112

7.2.4固体表面能的估测 113

7.2.5高度分散固体体系的表面现象 113

7.2.6固体表面的吸附、吸收与吸着 114

7.3.1化学吸附与物理吸附 115

7.3气体在固体表面上的吸附 115

7.3.2吸附曲线和吸附热力学 116

7.3.3吸附热 118

7.3.4吸附量的测定方法 119

7.4吸附等温式 121

7.4.1Langmuir吸附等温式 121

7.4.2Freundlich吸附等温式 124

7.4.3BET吸附等温式 125

7.5多孔性固体的吸附 129

7.5.1毛细凝结现象 129

7.5.2吸附滞后现象 130

7.5.3孔径分布 131

7.5.4微孔填充…………_ 132

7.6影响气固界面吸附的因素 133

7.6.1温度 133

7.6.2压力 134

7.6.3吸附剂和吸附质的性质 134

7.6.4多孔性吸附剂的孔结构 135

7.7气固界面吸附的应用 135

参考文献 135

8.1固体自溶液中的吸附特性与吸附量 137

第8章 固体自溶液中的吸附 137

8.2复合吸附等温线 138

8.3自稀溶液中的吸附 141

8.4固体自溶液中吸附的影响因素 142

8.4.1温度 143

8.4.2溶解度 143

8.4.3吸附剂、溶质和溶剂三者的性质 143

8.4.4界面张力 144

8.4.5吸附剂孔的大小 145

8.4.6多种溶质溶液中的吸附 145

8.4.7盐的影响 146

8.5固体自电解质溶液中的吸附 147

8.5.1离子交换吸附 147

8.5.2离子晶体对溶液中电解质离子的选择吸附 148

8.6固体在大分子物溶液中的吸附 148

8.6.1吸附大分子的形态 148

8.6.2吸附等温式 149

8.6.3吸附速率 149

8.6.4影响大分子化合物吸附的因素 150

8.7表面活性剂在固液界面上的吸附 151

8.7.1吸附量及其测定 151

8.7.2吸附等温线 152

8.7.3影响表面活性剂在固液界面上吸附的因素 153

8.7.4吸附方式与机理 154

8.7.5吸附等温式 158

参考文献 158

8.7.6表面活性剂在固液界面上吸附的应用 159

第9章 液体对固体的润湿作用 161

9.1润湿与接触角 162

9.1.1润湿作用 162

9.1.2沾湿、浸湿和铺展 162

9.1.3接触角及其与润湿的关系 164

9.1.4接触角的测定 165

9.2接触角滞后 168

9.3固体表面的润湿性与临界表面张力 172

9.3.1低能表面与高能表面 172

9.3.2低能表面的润湿性与临界表面张力 173

9.3.3高能表面上的自憎现象 174

9.3.4表面活性剂对固体表面润湿性的影响 175

9.4固体表面能的估算 175

9.4.1Good-Girifalco方法 176

9.4.2Fowkes方法 176

9.4.3Wu的方法 177

9.5动润湿 178

9.6润湿热 180

9.7润湿剂 181

9.8润湿作用应用举例 182

9.8.1洗涤 182

9.8.2矿物的泡沫浮选 183

9.8.3纺织品印染的渗透剂 184

9.8.4采油 184

9.8.5防水防油 185

9.8.7热交换器 187

9.8.6医药、农药 187

9.9固体表面改性 188

9.9.1表面处理方法 188

9.9.2几种表面处理方法简介 189

9.9.3固体表面改性应用实例 191

参考文献 195

第10章 纳米材料的表面化学 196

10.1纳米材料的表面化学 196

10.1.1纳米材料的概念和分类 196

10.1.2纳米晶体的界面特征结构模型 197

10.1.3纳米微粒的特性 198

10.1.4纳米材料的表面化学反应 200

10.1.5纳米材料的制备 205

10.1.6纳米材料表面修饰和改性 206

10.2二元协同纳米界面材料 207

10.2.1超双疏性界面物性材料 208

10.2.2超双亲性界面物性材料 208

10.2.3纳米尺度光阳极、光阴极两相共存的高效光催化界面材料 209

10.3纳米材料的应用概况 209

10.3.1纳米材料和技术在传统产业中的应用 209

10.3.2纳米材料在环境领域的应用 212

10.3.3纳米材料在能源领域的应用 213

10.3.4纳米材料在医药卫生中的应用 213

10.3.5纳米材料在军事方面的应用 214

参考文献 214

第11章 新材料的界面光化学 216

11.1重要的界面光化学反应 216

11.2界面光聚合、光异构的功能材料 217

11.3界面光致变色材料 220

11.3.1螺吡喃、螺嗯嗪、螺噻喃类化合物 221

11.3.2俘精酸酐类化合物 225

11.3.3二芳基乙烯类光致变色化合物 226

11.3.4其他类型界面光致变色化合物 228

11.4材料界面的光致电子转移 229

11.4.1光致电子转移 230

11.4.2氧化还原电势与电子传递 230

11.4.3基质与电子传递 233

11.4.4配合物的电子传递 234

11.4.5金属-溶液界面的电子传递 234

参考文献 235

第12章 界面化学吸附的微观机理 237

12.1化学吸附热的计算 237

12.2.1过渡金属表面的化学吸附 239

12.2单一金属表面的化学吸附 239

12.2.2铀表面的化学吸附 242

12.3无序二元合金表面的吸附 243

12.3.1CO在无序二元合金表面的吸附 243

12.3.2Pt在无序二元合金表面上的化学吸附 243

12.4在盐表面上的化学吸附 244

参考文献 244

第13章 电极表面化学吸附的电子结构与电化学性质 246

13.1簇一表面类比法 246

13.2.1CO在Pt电极上的吸附 247

13.2电极电势变化对吸附体系结构的影响 247

13.2.2水在带有电荷的A1表面的吸附 249

13.2.3镍酸锂电极能带变化与电化学性质 250

13.3银一铝催化剂的电子结构与电催化机理 251

13.3.1Ag-AI（OH）的电子结构与性能 252

13.3.2Ag-A1203的电子结构与性能 254

13.4电极过程的量子力学描述 257

13.5镍镀液添加剂的整平作用机理 258

13.5.1计算方法和结果 259

13.5.2前线轨道能级与整平性能的关系 259

13.5.3吸附模型与整平性能 260

13.5.4吸附键类型 262

13.5.5相关规律的验证 262

参考文献 262

第14章 金属缓蚀的微观机理 264

14.1金属腐蚀机理简介 264

14.2铁界面的缓蚀机理 265

14.2.1苯胺类缓蚀剂 265

14.2.2咪唑啉衍生物缓蚀剂 266

14.2.3异喹啉及其衍生物缓蚀剂 267

14.2.4咪唑、硫脲类缓蚀剂 270

14.2.5脂肪胺类和芳香酸类缓蚀剂 272

14.2.6其他类型的缓蚀剂 274

14.3铝界面的缓蚀机理 274

14.3.1吡啶类化合物 274

14.3.2　呋喃类化合物 278

14.4　铜界面的缓蚀机理 281

参考文献 282

15.1　表面活性剂的电子结构与性质 283

15.1.1　双子表面活性剂的电子结构与性质 283

第15章 　表面活性剂的电子结构和分子模拟 283

15.1.2　烷基硫酸盐的结构与表面张力 286

15.1.3　溶剂化的电子结构特征 288

15.2　气-固界面吸附的相互作用的模拟 291

15.2.1乙烷在中孔分子筛中的模拟 291

15.2.2　气体在催化剂上吸附的模拟 292

15.3　液-固界面相互作用的模拟 293

15.3.1　邻二甲苯和对二甲苯在分子筛中吸附的模拟 293

15.3.2　两嵌段高分子溶液在固体表面吸附的模拟 294

15.3.3　链状分子在固体表面吸附的模拟 295

15.3.4　柴油流动性改进剂的模拟 295

15.4　在硅表面烷基单层膜的分子模拟 296

15.5　油-水界面的自组装和相互作用的模拟 298

15.6　液-气界面的模拟 299

15.7　表面活性剂多尺度的模拟 300

参考文献 301

第16章 　现代表面分析常用技术简介 303

16.1　表面谱的基本原理与应用 303

16.2　几种常见的表面谱仪 304

16.2.1　光电子能谱 304

16.2.2　低能电子衍射 312

16.2.3　电子能量损失谱 312

16.3.2　扫描电子显微镜 315

16.3　观察表面形貌显微镜的特点和应用 315

16.3.1　透射电子显微镜 315

16.3.3　扫描隧道显微镜 316

16.3.4　原子力显微镜 319

16.4　红外和拉曼光谱 322

16.4.1　傅里叶红外光谱仪 322

16.4.2激光拉曼光谱 325

16.5核磁共振 328

16.6正电子湮没谱 331

参考文献 333