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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