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表面与界面化学一 2011
主讲内容: 界面化学的基本现象、概念及规律 材料界面化学的基本知识和一般研究方法 包括:气-液、液-液、液-固、固-固、气-固界面现象及规律;常用界面化学的测试方法及其应用,纳米材料表面化学 表面与界面化学 表面与界面化学 参考教材: 颜肖慈, 罗道明编著.界面化学,化学工业出版社,2005. 朱步瑶, 赵振国主编.界面化学基础,化学工业出版社.1996. 顾惕人 主编.表面化学,科学出版社, 2003. 沈钟等.《胶体与表面化学》 为什么自然界中液滴、气泡总是圆形的?为什么气泡比液滴更容易破裂? 毛细现象为什么会产生? 天空为什么会下雨?人工降雨依据什么原理? 为什么会产生液体过热现象?加入沸石为什么能消除过热现象? 水在玻璃上能铺展,水银在玻璃上却形成液滴?为什么? 活性碳为什么可以做防毒面具?冰箱除臭剂? 什么是表面活性剂?选择性的加入一些表面活性剂,为什么起到净化水质的作用? 0 绪 论 界面现象 0.1 表面吉布斯自由能和表面张力 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 界面现象的本质 界面现象的本质 界面现象的本质 分散度与比表面功 分散度与比表面功 分散度与比表面功 分散度与比表面功 分散度与比表面功 分散度与比表面功 表面自由能(surface free energy) 表面自由能(surface free energy) 表面张力(surface tension) 表面张力(surface tension) 表面张力(surface tension) 表面张力(surface tension) 表面张力(surface tension) 3.表面张力与表面能、力的联系和区别 力的三要素:大小、方向、作用点 表面张力:作用点在表面/弯曲面的切面,表面收缩体现方向,单位长度上的力是大小。 与力的本质区别:作用在单位长度上的力,是二维空间的压力概念。与力、压强、能量不同,但有联系 影响表面张力的因素 0.2 液体的界面现象 弯曲表面下的附加压力 弯曲表面下的附加压力 弯曲表面下的附加压力 弯曲表面下的附加压力 弯曲表面下的附加压力 弯曲表面上的饱和蒸汽压——开尔文公式 液体对固体的润湿 液体对固体的润湿 毛细管现象 毛细管现象 0.3 溶液界面上的吸附 Gibbs吸附公式 正吸附和负吸附 表面活性剂 表面活性剂分类 常用表面活性剂类型 常用表面活性剂类型 常用表面活性剂类型 常用表面活性剂类型 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 9.4 固体表面的吸附 固体表面的吸附作用 吸附剂和吸附质(adsorbent,adsorbate) 吸附量的表示 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 毛细凝聚现象 毛细凝聚现象 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 BET公式 BET公式 物理吸附 物理吸附 物理吸附 物理吸附 化学吸附 化学吸附 化学吸附 界面化学 §1 表面吉布斯自由能与表面张力 §2 液体表面的热力学性质 §3 溶液界面上的吸附 §4 固体表面对气体的吸附作用 §5 多相催化反应动力学 胶体分散体系和大分子溶液 §1 研究的内容和方法 §2 溶胶的制备及纯化 §3 溶胶的性质 §4 溶胶的稳定 §5 溶胶的聚沉 §6 大分子溶液的性质 §7 粗分散系统 由BET理论导出的结果是: 此式称为BET多分子层吸附定温式。 V—T、p下质量为m的吸附剂吸附达平衡时吸附气体的体积; V∝—T、p下质量为m的吸附剂盖满一层时吸附气体的体积; p*—被吸附气体在温度T时成为液体的饱和蒸气压; C—与吸附第一层气体的吸附热及该气体的液化热有关的常数。 对在一定温度指定的吸附系统,C和V∝皆为常数。由上式 可见,若以 对 作图应得一直线,其 解得 由所得的 V? 可算出单位质量的固体表面铺满单分子层时所需的分子个数。若已知每个分子所占的面积,则可算出固体的质量表面。公式如下: (9-36) L——阿佛加得罗常量; m——吸附剂的质量; Vm(STP)——STP下气体的摩尔体积(22.414×10-3m3mol-1); V? (STP)——质量
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