材料表面与界面化学

简诉催化剂的表面结构与性能

材料学院材料化学10-2 郑笔志 201001130939

一﹑NH3 在V2O5/ AC催化剂表面的吸附与氧化

将V2O5 担载在活性焦( AC) 上制得V2O5/ AC 催化剂, 通过吸附脱附实验、程序升温脱附实验与原位质谱结合, 对200e 下NH3 在V2O5/ AC 催化剂表面的吸附和氧化行为进行了研究。

NH3 在载体AC 上的吸附和氧化行为如图1 所示. 图中第1 阶段为只通Ar 未通NH3+ O2/ Ar 时尾气的质谱信号, 第2 阶段为连续通入NH3 + O2/Ar 后反应器出口各气体浓度的变化, 第3 阶段是切断NH3+ O2/Ar 后, 用Ar 吹扫时尾气浓度的变化.在NH3+ O2/ Ar 通入反应器初期的200 s 内, 出口NH3 和NO 的浓度与未通NH3+ O2/ Ar 时的信号相同, 200 s 后NH3 和NO 同时开始逸出, 且两者的浓度都逐渐升高并接近平衡, 表现出相同的规律. 在第3 阶段的Ar 吹扫过程中有NH3 和NO 放出, 表明第2 阶段发生了NH3 和NO 吸附, 且吸附的NH3和NO 能够在吹扫过程中同一温度脱附. 整个过程中出口N2O 和N2 的浓度一直与未通NH3+ O2/ Ar前相同, 表明无N2O 和N2 释放.第2 阶段的前200 s 内没有检测到NH3 和其他气体, 说明AC 表面存在NH3 的吸附位, 吸附了NH3 但不产生不能被吸附的气体产物. 在200~270 s 内, NH3 的出口浓度逐步上升并接近平衡,说明.

AC 表面的NH3 吸附位被逐渐覆盖, 残余的空吸附位越来越少, 不能被吸附的NH3 越来越多. 出口NO 的浓度表现出与NH3 同样的行为, 在逸出NH3 的浓度接近最大值时NO 的浓度也接近最大值. 这表明AC 表面存在不能被吸附的NH3 所覆盖, 并且可以连续不断地将NH3 转化为NO 的氧化位. 而这些氧化位在第2 阶段初期必定会将NH3转化为NO, 所以第2 阶段初期没有NO 逸出的现象表明生成的NO 会被AC 所吸附, 而NH3 和NO相同的逸出规律表明二者的吸附位可能相同。

一般认为, NH3 可发生如下三种氧化反应:

4NH3+ 3O2 2N2+ 6H2O (1) 4NH3+ 5O2 4NO+ 6H2O (2) 2NH3+ 2O2 N2O+ 3H2O (3) 在CuO/ Al2O3, CuO/ TiO2 和V2O5/ TiO2 表面温度低于300℃时主要发生反应(1) ,温度高于300℃才会发生反应(2) 和(3)；这些NH3 的氧化反应均可能产生过渡态的NH2, 然后依据催化剂的性质进一步发生NH2 氧化为N2, NO 或N2O 的反应, 而过渡态的NH2 也会与NO 发生SCR 反应. 在某些炭表面,200℃下反应(1),(2)和(3) 均可能发生, 反应的选择性与炭表面的特性有关. 但实验结果表明, 对于本文所使用的AC, 在200℃时仅发生反应(2)。

图2(a) 为200℃时V2O5/ AC 对NH3 的吸附和氧化的结果. 从第 2 阶段可以看出, 通入NH3+ O2/Ar 气体后的1200 s 内, NH3 和NO 的出口浓度与未通气体前相同, 而1 200 s 后NH3 和NO 同时开始逸出, 随后其浓度逐渐升高并达到平衡; 通入NH3+ O2/ Ar 气体900 s 时开始有N2 放出, 且浓度不断升高, 逐渐达到平衡; 出口N2O 的信号始终保

持不变, 表明无N2O 释放. 从第3 阶段可以看出,Ar 吹扫过程中有NH3, N2 和NO 放出, 其浓度随着时间的延长逐渐降低, 表明第2 阶段NH3 氧化生成的NO 和N2 均可在催化剂表面发生吸附, 且吸附的NO 和N2 能够在同一温度吹扫过程中脱附. N2 脱附较快说明催化剂对N2 的吸附能力较

弱.

比较图1 和图2( a) 可知, NH3 在V2O5/ AC 表面吸附与氧化的情况与在AC 表面大不相同, NH3起始逸出前的时间显著延长( 从AC 上的200 s 增加到V2O5/ AC 上的1 200 s) , 表明V2O5/ AC 表面NH3 的吸附位增加; 释放的N2 可能有两种来源, 一种是NH3 氧化生成的, 另一种可能是NH3 与NH3氧化产生的NO 发生SCR 反应生成的. N2 比NH3和NO 逸出早表明催化剂吸附N2 的能力较弱.为了判明V2O5 在NH3 的吸附和氧化中的作用, 将第 2 阶段通入的气体变为NH3/ Ar, 实验结果示于图2( b) . 可以看出, 不加氧气时, 第2 阶段NH3的起始逸出时间提前至800 s, 且未明显检测

到NO, N2 和N2O 等NH3 的氧化产物, 表明无氧条件下NH3 也能大量吸附在V2O5/AC 催化剂上( 该吸附位标记为

V-AD1) , 但此时不能发生显著的氧化反应. 也就是说, 催化剂表面的O( AC 和V2O5 中的) 不具备强的NH3 氧化能力, 而气相O2 是NH3氧化的必要条件. 比较图2( a) 与( b) 可知, O2 促进了V2O5/ AC 催化剂对NH3 的吸附, 说明V2O5/ AC表面除了V-AD1 吸附位外, 还有另外一种吸附位( 标记为V-AD2) , 该吸附位在有氧时才可以吸附NH3, 但也不能排除O2 促进了V-AD1 位对NH3 吸附的可能性。

值得指出的是, 上述结果是在催化剂床层厚度为4 cm 时获得的, 对于机理研究

而言较薄的床层会更准确地反映化学反应的实质, 但床层过薄会导致产物分析困难. 为此, 在保持其他条件不变的情况下将床层高度减半( 2 cm) 进行了与图2( a) 相同的

实验, 其结果示于图3。

SO2 的吸附对V2O5/ AC 的脱硝活性影响很大, 吸附SO2 后, V2O5/ AC 上NO 转

化率提高到85%左右,其宏观原因是吸附硫与NH3 生成的硫铵盐参与了SCR 脱硝反应.为了深入了解其内在原因, 特别是SO2 吸附对V2O5/ AC表面NH3 的吸附和氧化是否有影响, 进一步考察了V2O5/AC( S) 上NH3 吸附和氧化过程中反应

器出口气体的浓度变化, 结果见图4。

NH3 的起始逸出时间从未吸附硫的1200 s 增加到16 500 s, 这很可能是吸附硫后生成的含硫物质与NH3 反应生成硫铵盐而引起的, 而不是单纯的化学吸附. 为了进一步证实这一点, 图4 实验结束后对样品进行了TPD 实验, 结

果见图5.

二﹑表面改性对Cu/活性炭催化剂表面Cu 物种和催化活性的影响。

通过对活性炭表面改性，研究了醋酸铜溶液浸渍后热分解制备的Cu/AC 无氯催化剂对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯催化性能的影响。

在固定床催化甲醇氧化羰基化合成DMC 反应中，催化剂Cu/AC-A、Cu/AC-C、Cu/AC-O、Cu/AC-K和Cu/AC-Mn 的DMC 时空收率(STYDMC)、基于甲醇的摩尔选择性(SDMC/MeOH)和甲醇转化率(CMeOH)的平均值见表1。

从表1 看出，在相同的铜负载量及催化剂制备条件下，载体活性炭不同的改性方法影响催化剂的催化活性。

不同的改性条件导致活性炭表面形成不同的空间结构

及化学表面，从而影响铜盐在活性炭表面的分散及活性物种的形成，最终影响催化剂的催化性能。表2 和图1 分别是改性前后活性炭比表面积的测试结果和孔径分布的结果。

为弄清改性前后活性炭表面化学性质的变化情况，分别

对AC-A、AC-O 和AC-Mn 进行红外表征，图2 是改性前后活性炭的FTIR 谱图。从FTIR 谱图看出，活性炭改性改变了活性炭表面有机官能团的组成和含量。

图7 是催化剂的H2-TPR 图，从图7 看出，主要有220 ℃低温还原峰和320 ℃高温还原峰。

活性炭通过改性使表面的官能团发生了变化，影响了孔道结构以及比表面积，同时也影响了高温焙烧过程中活性中心Cu(0)/Cu（Ⅰ）/Cu（Ⅱ）的形成、表面分布、形态及数量，最终影响催化剂催化甲醇氧化羰基化合成DMC 的活性。经氨水改性的活性炭，表面不饱和还原性官能团(C≡N、C≡C)增加，疏水性增强，制备的催化剂表面Cu(0)/Cu（Ⅰ）/Cu（Ⅱ）=1∶2.55∶4.58，催化活性较好。

材料表面与界面化学

简诉催化剂的表面结构与性能 材料学院材料化学10-2 郑笔志 201001130939 一﹑NH3 在V2O5/ AC催化剂表面的吸附与氧化 将V2O5 担载在活性焦( AC) 上制得V2O5/ AC 催化剂, 通过吸附脱附实验、程序升温脱附实验与原位质谱结合, 对200e 下NH3 在V2O5/ AC 催化剂表面的吸附和氧化行为进行了研究。 NH3 在载体AC 上的吸附和氧化行为如图1 所示. 图中第1 阶段为只通Ar 未通NH3+ O2/ Ar 时尾气的质谱信号, 第2 阶段为连续通入NH3 + O2/Ar 后反应器出口各气体浓度的变化, 第3 阶段是切断NH3+ O2/Ar 后, 用Ar 吹扫时尾气浓度的变化.在NH3+ O2/ Ar 通入反应器初期的200 s 内, 出口NH3 和NO 的浓度与未通NH3+ O2/ Ar 时的信号相同, 200 s 后NH3 和NO 同时开始逸出, 且两者的浓度都逐渐升高并接近平衡, 表现出相同的规律. 在第3 阶段的Ar 吹扫过程中有NH3 和NO 放出, 表明第2 阶段发生了NH3 和NO 吸附, 且吸附的NH3和NO 能够在吹扫过程中同一温度脱附. 整个过程中出口N2O 和N2 的浓度一直与未通NH3+ O2/ Ar前相同, 表明无N2O 和N2 释放.第2 阶段的前200 s 内没有检测到NH3 和其他气体, 说明AC 表面存在NH3 的吸附位, 吸附了NH3 但不产生不能被吸附的气体产物. 在200~270 s 内, NH3 的出口浓度逐步上升并接近平衡,说明.

AC 表面的NH3 吸附位被逐渐覆盖, 残余的空吸附位越来越少, 不能被吸附的NH3 越来越多. 出口NO 的浓度表现出与NH3 同样的行为, 在逸出NH3 的浓度接近最大值时NO 的浓度也接近最大值. 这表明AC 表面存在不能被吸附的NH3 所覆盖, 并且可以连续不断地将NH3 转化为NO 的氧化位. 而这些氧化位在第2 阶段初期必定会将NH3转化为NO, 所以第2 阶段初期没有NO 逸出的现象表明生成的NO 会被AC 所吸附, 而NH3 和NO相同的逸出规律表明二者的吸附位可能相同。 一般认为, NH3 可发生如下三种氧化反应:

刊名-胶体界面化学期刊汇总

【刊名】Advances in Colloid and Interface Science 【简介】《胶体与界面科学进展》, 创刊于1967年，是由荷兰（Elsevier Science）出版的英文刊，期数:16,国际标准刊号：ISSN:0001-8686, 该刊被世图2003版《国外科学技术核心期刊总览》收录，该刊被SCI收录，2006年影响因子为3.79。 【征稿内容】刊载界面与胶体现象以及相关的化学、物理、工艺和生物学等方面的实验与理论研究论文，多用英文发表，间用德、法文。 【投稿信息】 地址：PO Box 211,Amesterdam,Netherlands,1000 AE 网址： https://www.wendangku.net/doc/1d10119225.html,/science/journal/00018686 【刊名】Current Opinion in Colloid & Interface Science 【简介】《胶体与界面科学新见》, 创刊于1996年，是由英国（Elsevier Science）出版的英文双月刊，国际标准刊号：ISSN:1359-0294，该刊被SCI收录，2006年影响因子为4.63。本馆有电子馆藏。 【征稿内容】胶体、界面和聚合物科学。 【投稿信息】 地址：84 Theobalds RD London,England, WC1X 8RR 网址： https://www.wendangku.net/doc/1d10119225.html,/wps/find/journaldescription.cws_home/620053/description #description 【刊名】Journal of Colloid and Interface Science 【简介】《胶体与界面科学杂志》，创刊于1946年，是由美国（Elsevier Science,Academic Press Inc.）出版的英文半月刊，国际标准刊号：ISSN:0021-9797，该刊被世图2003版《国外科学技术核心期刊总览》收录，该刊被SCI收录，2006年影响因子为2.233。本馆有纸版收藏。 【征稿内容】刊载胶体与界面科学基础原理和应用方面的论文和书评。 【投稿信息】 地址：525 B ST, STE 1900, SAN DIEGO, USA, CA, 92101-4495 网址： https://www.wendangku.net/doc/1d10119225.html,/wps/find/journaldescription.cws_home/622861/description #description 【刊名】Langmuir 【简介】《兰格缪尔》，创刊于1985年，是由美国（American Chemical Society）出版的英文刊，期数:26，国际标准刊号：ISSN:0743-7463，该刊被SCI收录，2006年影响因子为3.902。本馆有纸版收藏。 【征稿内容】注重以新的物理学观点研究表面与胶态化学，刊载论文、评论、技术札记和简讯。涉及学科极广。 【投稿信息】 地址：1155 Sixteenth St., NW Washington, DC 20036

材料界面的物理与化学

材料界面的物理与化学 （可能不全，仅供参考。小题、大题根据情况自行添加删减） 第六章： 1、热应力：温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力,又称变温应力。 2、金属-陶瓷接合体残余应力的测定方法有：（无损检测） (1)用X射线直接进行测定； (2)用激光斑纹图像测定试样表面应变； (3)用超声波显微镜测量表面弹性波的传播速度，再根据应力元 素关系计算出应力； (4)用压痕硬度测定表观KIC值，与原来的KIC值相比较，求出残 余应力； (5)电阻应变片式应力、应变测量； (6)切断试件使残余应力释放出来，由切断前后应变读数值的差 推算应力。 3、热应力的释放（减小热应力的方法）【根据小题大题自行删减】

4、焊接应力变形分类： （1）整体变形：整体变形是指整个结构的形状或尺寸发生变化。它是由于焊缝在各个方向收缩所引起的，包括直线变形、弯曲变形、扭曲变形等。 直线变形是指结构的长、宽、高尺寸的改变，按其方向又可分为纵向变形和横向变形。纵向变形是指平行于焊缝方向的变形。横向变形是指垂直于焊缝方向的变形。 （2）局部变形局部变形是指结构的某种部分发生变形。它包括角变形和波浪变形两种。焊后变形将严重影响到结构的外形和它的承载能力，其中整体变形对结构的影响较大，而局部变形的影响则较小。 5、焊接残余应力与分布： 焊接残余应力和变形产生的主要原因是焊接时的不均匀加热，近缝区的构件在加热和随后冷却过程中发生了塑性变形。 有以下几种情况： （一）纵向焊接残余应力和变形 （二）横向焊接残余应力和变形 （三）弯曲变形 （四）角变形 （五）波浪变形 （六）扭曲变形 6、减少与消除残余应力和措施： （１）选择合理的装配和焊接程序 （2）反变形法 （3）刚性固定法 （4）散热法

表面化学论文

表面化学学科发展概述 （东北大学） 摘要表面化学对于化学工业很重要, 它可以帮助我们了解不同的过程, 例如铁为什么生锈、燃料电池如何工作、汽车内催化剂如何起作用等; 此外, 表面化学反应对于许多工业生产起着重要作用, 如人工肥料的生产; 表面化学甚至能解释臭氧层破坏;半导体工业也是与表面化学相关联的领域；表面化学与许多学科有关，且发展历史悠久，将来也一定会有更广阔的发展空间。 关键词表面化学化工工业其他学科发展概述 一、表面化学简介 表面化学是物理化学的一个分支, 是在胶体化学基础上发展起来的一门古老而又年轻的学科。它主要研究在物质两相之间的界面上发生的物理化学过程。通常将气- 固、气- 液界面上发生的物理化学过程称为表面化学, 而在固- 液、液- 液界面上发生的物理化学过程称为界面化学。但也有些学者将所有的界面过程化学问题都称作表面化学或界面化学, 并不是分得很严格。可以说在自然界和工农业生产及日常生活中, 到处都存在着在与表面化学有关的问题, 如: 水珠滴在干净的玻璃板上, 就会自动铺展; 但如果水珠滴在荷叶上, 情况则完全相反, 此种现象都与表面化性质有关。 表面化学与许多学科, 如: 电器及通讯器材学科、材料科学、医学、生物及分子生物学、土壤学、地质学、环境科学等都有密切联系。它在工农业生产与人们日常生活中都有广泛应用。如石油的开采、油漆涂料的生产、各种轻化工、日用化学品的制造、信息材料的制造、采矿中的浮选、环境污染

的处理与防治。同时, 食品、纺织、军工、体育用品、农药、建材等众多领域都与胶体和表面化学有关。因此, 可以夸张地说, 表面化学已经渗透到国民经济及人民生活的各个方面。 二、表面化学的重要性 密切接触的两相之间的过渡区（约几个分子的厚度）称为界面,如果其中一相为气体,这种界面通常称为表面。在相的界面上所发生的一切物理化学现象,统称为界面现象,通常将气一液、气一固界面现象称为表面现象。表面化学是研究表面上所发生的化学反应过程的科学,主要研究对象是表面的形成、表面组成结构和表面上进行的吸附、扩散以及化学反应的能力等。 表面化学过程的研究对工农业生产和日常生活有着重要作用。石油炼制工业中的催化重整、加氢精制工艺过程同催化剂的表面性质和分子同催化剂表面的反应性能密切相关。表面化学家对哈伯一博施（Haber Bosch）过程的透彻研究促进了合成氨工业的飞速发展。在环保方面,人们对一氧化碳在金属表面氧化过程的研究促进了汽车尾气净化装置的研制,极大地减少了汽车尾气对环境的污染；对氟氯烃以催化方式破坏臭氧层过程的研究有助于帮助人们找到更好的保护臭氧层的方法。在微电子领域,人们不仅用化学气象沉积法生成了大量的很薄的半导体,而且对半导体表面物理化学性质进行了深人研究,为开发新的高效半导体器件提供了理论依据。在工业生产领域,纺织、造纸、矿山都离不开高效工业表面活性剂,就连实现强化采掘石油也需加入表面活性剂以有效地降低岩芯与石油混合物之间的表面张力以及粘度。在能源行业,水在半导体表面光解制氢的研究成果可为实现利用水中氢资源开辟途径；人们正试图找到效率更高的燃料电池,以使车用氢气燃料电池替

表面化学改性

表面化学改性 粉体工业是一个重要的基础原料工业，在一些高分子材料工业及高聚物复合材料领域中，粉体常常用作无机矿物填料，不仅降低了材料的生产成本，而且还能提高复合材料的力学性能以及稳定性，甚至可以赋予材料某些特殊的物理化学性能，如耐腐蚀性、绝缘性和阻燃性等。但由于这些无机矿物材料与有机高聚物基质(如塑料、橡胶、树脂等)的界面性质不同，因此当以无机矿物填料作为填充物时，除了需要相关的粒度和粒度分布要求之外，还必须对其表面进行改性，以改善其表面的物理化学特性，使其趋近基体的表面特性，提高其在基体中的分散性，从而提高材料的力学性能及综合性能。 表面改性就是指在保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。表面改性的特点是：1）不必整体改善材料，只需进行表面改性或强化，可以节约材料； 2）可以获得特殊的表面层，如果超细晶粒、非晶态、过饱和固溶体，多层结构层等，其性能远非一般整体材料可比； 3）表面层很薄，涂层用料少，为了保证涂层的性能、质量，可以采用贵重稀缺元素而不会显著增加成本； 4）不但可以制造性能优异的零部件产品，而且可以用于修复已经损坏、失效的零件。 表面改性的方法有很多，大体上可以归结为：表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。下面本文对表面化学反应法改性做简单介绍，并举例说明几种表面化学改性方法。 所谓无机粉体表面化学改性[1]是指通过无机粉体粒子表面和表面改性剂之间的化学吸附作用或化学反应，改变粒子的表面结构和状态，从而达到表面改性的目的。表面化学改性法是目前最常用的表面改性方法，在无机粉体粒子表面改性技术中占有极其重要的地位。超细无机粉体颗粒比表面积大，表面键态、电子态与粒子内部不同，配位不全等都为用化学方法对无机粉体粒子进行表面改性提供了有利条件。通常，表面改性剂一端为极性基团，能与粉体表面发生化学反应而连接在一起，另一端的非极性基团能与基体形成物理缠绕或是发生化学反应，从而改变无机粉体的分散性，改善制品的性能。表面化学改性方法包括表面沉积

材料表面与界面-习题含答案

第一章 1、什么是Young 方程？接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系？ 答：Young 方程：界面化学的基本方程之一。它是描述固气、固液、液气界面自由能γsv ，γSL ，γLv 与接触角θ之间的关系式，亦称润湿方程，表达式为：γsv -γSL =γLv COSθ。该方程适用于均匀表面和固液间无特殊作用的平衡状态。 关系：一般来讲，接触角θ的大小是判定润湿性好坏的依据，若θ=0.cosθ=1，液体完全润湿固体表面，液体在固体表面铺展；若0＜θ＜90°，液体可润湿固体，且θ越小，润湿性越好；90°＜θ＜180°，液体不润湿固体；θ=180°，完全不润湿固体，液体在固体表面凝集成小球。 2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，试气温骤降至293K ，水气的过饱和度（P/Ps ）达4，已知在293K 时，水的表面能力为0.07288N/m ，密度为997kg/m 3，试计算： （1）在此时开始形成雨滴的半径。 （2）每一雨滴中所含水的分子数。 答：（1）根据Kelvin 公式有 '2ln 0R RT M P P ργ= 开始形成的雨滴半径为： 0ln 2'p p RT M R ργ= 将数据代入得： m R 101079.74ln 997293314.8018.007288.02'-?=?????= （2）每一雨滴中所含水的分子数为N=N A n ，n=m/M=ρV/M ，得 个661002.6018.03997)1079.7(14.34)(34233103'=???????===-A A N M R N M V N ρπρ

材料表面化学处理清洗原理

化学清洗 对于一些高温或不断浓缩的系统如锅炉、冷却水系统等，不论采用何种水处理措施，都只能把结垢速度控制在允许范围内，而不能彻底杜绝结垢隐患。而系统一旦结了水垢、污垢，不但降低了热效率，给系统的安全、正常运行带来隐患，并且使得水处理剂无法及时到达金属表面而失效，加速了金属腐蚀的速度。因此及时地去除水系统中的各类污垢，不仅仅是节能、安全的需要，也是延长设备使用寿命的需要。去除污垢主要有机械除垢、电子除垢和化学清洗三种方式。机械除垢有使用手锤、扁铲、钢丝刷和机械刮管器等进行人工除垢，这种方式劳动强度大，除垢效果差，且容易损伤金属表面，只用于小型锅炉或小型的其它设备，对于大型系统，特别是复杂的管路系统，机械除垢就无法发挥作用。电子除垢主要用于温度不是很高的循环水系统，对水垢去除效果较好，但对微生物垢、泥垢等去除效果差。并且脱落的水垢呈块状，容易堵塞管径较细的管道。化学清洗是一种最有效的除垢手段，只要清洗剂选择得当，清洗方式得当，对各类污垢都有极强的去除能力，且不论何种组成的系统，都能找到一种合适的化学清洗方式。至于对金属的腐蚀，只要清洗剂、缓蚀剂选用得当，可以控制到很小的程度，远远小于机械除垢对金属的损伤。下面对化学清洗作一简要介绍。 第一节酸性清洗 酸性清洗是利用清洗剂在水中离解出H+，使锈垢、水垢与H+反应而溶解。主要的化学溶解反应如下： MeO＋2H+=Me2+＋H2O MeCO3＋2H+=Me2+＋H2O＋CO2↑ 式中Me2+泛指金属离子。在上述垢层的溶解过程中，H+离子起主要的作用。但除此之外，酸根的存在对水垢和锈垢的溶解也有一定的影响，有时还是关键性的。比如F-离子的存在可使水垢中的SiO2发生化学溶解，而别的酸根则不行，某些有机酸根的络合作用，可提高水垢的溶解度，减少块状水垢脱落的量。不同种类的酸H+离子的离解度也不同，一般来说，无机酸离解度较大，酸性强，能在低温、常温下清洗，但腐蚀性也强；有机酸离解度较小，酸性弱，常须加温清洗，但腐蚀也较弱。所以说，不同种类的酸具有不同的溶解特性，不同成分的垢层就要考虑选择不同的酸作清洗液，以趋更加合理。酸性清洗由于溶垢速度快，溶垢能力强，而得到广泛应用，特别在清洗一些垢层较厚的锅炉、热交换器时，具有其它清洗方法不可取代的优越性。 1.1、常用酸洗剂 1、盐酸盐酸是一种强酸，由于大多数金属的盐酸盐易溶于水，因此盐酸的溶垢能力较强，能快速溶解铁锈、铜锈、铝锈、碳酸盐水垢，但盐酸对不少金属材料有极强的腐蚀性，必须添加合适的缓蚀剂。盐酸中氯离子的存在，既有促进金属腐蚀产物快速活性溶解的有利一面，又有导致钝性材料钝化膜局部破坏诱发小孔腐蚀的不利一面。普通不锈钢和铝及合金材料属于靠表面产生的氧化物钝化膜的保护才稳定的钝化材料，一旦钝化膜破坏，材料就会遭到严重腐蚀。对于普通不锈钢和铝材来说，Cl-离子是能局部破坏钝化膜的活性离子，是造成小孔腐蚀的主要因素。因而不宜选用盐酸作为清洗不锈钢和铝材表面污垢的清洗液。

材料表面与界面-习题含答案

第一章 1、什么是Young 方程接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系 答：Young 方程：界面化学的基本方程之一。它是描述固气、固液、液气界面自由能γsv，γSL ，γLv 与接触角θ之间的关系式，亦称润湿方程，表达式为： γsv -γSL =γLv COSθ。该方程适用于均匀表面和固液间无特殊作用的平衡状态。 关系：一般来讲，接触角θ的大小是判定润湿性好坏的依据，若θ=θ=1，液体完全润湿固体表面，液体在固体表面铺展；若0＜θ＜90°，液体可润湿固体，且θ越小，润湿性越好；90°＜θ＜180°，液体不润湿固体；θ=180°，完全不润湿固体，液体在固体表面凝集成小球。 2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，试气温骤降至293K ，水气的过饱和度（P/Ps ）达4，已知在293K 时，水的表面能力为m ，密度为997kg/m 3，试计算： （1）在此时开始形成雨滴的半径。 （2）每一雨滴中所含水的分子数。 答：（1）根据Kelvin 公式有 '2ln 0R RT M P P ργ= 开始形成的雨滴半径为： 0ln 2'p p RT M R ργ= 将数据代入得：

m R 101079.74ln 997293314.8018.007288.02'-?=?????= （2）每一雨滴中所含水的分子数为N=N A n ，n=m/M= V/M ，得 个661002.6018.03997)1079.7(14.34)(34233103'=???????===-A A N M R N M V N ρπρ 3、在293k 时，把半径为的水滴分散成半径为μm 的小水滴，试计算（已知293K 时水的表面Gibbs 自由为 .m -2）（1）表面积是原来的多少倍（2）表面Gibbs 自由能增加了多少（9分） 答：（1）设大水滴的表面积为A 1，小水滴的总表面积为A 2，则小水滴数位N ， 大水滴半径为r 1,小水滴半径为r 2。 21221244r r N A A ππ= 又因为将大水滴分散成N 小水滴，则 32313434r N r ππ= 推出 3 21???? ??=r r N =93100.1mm 0.1=??? ??um 故有 ()()10000.140.141022 912=???=mm um A A ππ 即表面积是原来的1000倍。 （2）表面Gibbs 自由能的增加量为 ()()212212421r Nr r A A dAs G A A -=-==??πγγ =4***[109*（10-6）2-（10-3）2]

材料表面与界面名词解释和简

材料表面与界面 1、材料表界面对材料整体性能具有决定性影响，材料的腐蚀、老化、硬化、破坏、印刷、涂膜、粘结、化学反应、复合等等，无不与材料的表界面密切有关。 2、应用领域：a. 航空和航天器件； b.民用;c.特种表面与界面功能材料； d.界面是复合材料的重要特征。 3、隐形涂料：这种涂料含有大量的铁氧体粉末材料，依靠其自身自由电子的重 排来消耗雷达波的能量。 4、表面与界面概念：常把从凝聚相（固相、液体）过渡到真空的区域称为表面; 从一个相到另一个相之间的区域称为界面. 5、表界面尺寸：可以是一个原子层或多个原子层，其厚度随材料的种类不同而 不同。 6、在物质的气、液、固三态中，除了两种气体混合能完全分散均匀而不能形成 界面外，三种相态的组合可构成五种界面：液－气，液－液，固－气，固－液，固－固。 7、物质的分类。从形态上：固体，液体，气体，胶体，等离子体。从结构上： 晶体，无定形。 8、固体表面的分类：理想表面；清洁表面（高温热处理，离子轰击加退火，真 空解理。真空沉积。场致蒸发等）。吸附表面。 9、清洁表面发生的常见重要物理化学现象：(a)表面弛豫；（b）重构；(c) 偏析又称偏聚或分凝；(d)台阶化；(e) 形成化合物；(f)吸附 10、表面处离子排列发生中断，体积大的负离子间的排斥作用，使C1-向外移动，体积小的Na+则被拉向内部，同时负离子易被极化，屏蔽正离子电场外露外移， 结果原处于同一层的Na+和C1-分成相距为0.020 nm的两个亚层，但晶胞结构基本没有变化，形成了弛豫。 11、重构：表面原子重新排列，形成不同于体相内部的晶面。 12、偏析又称偏聚或分凝指化学组成在表面区域的变化但结构不变。 13、台阶化表面附近的点阵常数不变，晶体结构也不变，而形成相梯度表面。 14、形成化合物：指表面化学组成和结构都发生改变，在表面有新相生成。 15、吸附指表面存在周围环境中的物种。分类：物理吸，附和化学吸附。 16、物理吸附：外来原子在固体表面上形成吸附层，由范德华力作用力引起，则此吸附称为物理吸附。特点：物理吸附过程中没有没有电子转移、没有化学键的生成和破坏，没有原子重排等等，产生吸附的只是范德华力。物理吸附的作用力是范德华力，包括：定向力/偶极力、诱导力、色散力；作用力。 17、化学吸附：外来原子在固体表面上形成吸附层由化学键作用力引起，则此吸附称为化学吸附。特点：表面形成化学键；有选择性；需要激活能；吸附热高（21- 42 KJ/mol）。吸附的物种可以是有序=也可以是无序=吸附在表面，也可以是单层=，也可以是多层=吸附。因表面的性质和被吸附的物种而定。 18、表面产生吸附的根本原因：（1）电荷在凝聚相表面发生迁移，包括负电荷的电子迁移和正电荷的离子迁移。（2）表面存在可以构成共价键的基团：A、过渡金属原子空的d轨道如Pt(5d96s1)；B、化学反应成键。 19、固体的表面特性：①表面粗糙度r : 实际表面积与光滑表面积之比值。表面粗糙度测定方法:1)干涉法：适合测量精密表面；2)光学轮廓法；3)探针法；4）比较法；5）感触法。

表面与界面

第四章 表面与界面 内容提要：本章讨论了固体表面张力场与表面能。离子晶体在表面力场作用下，离子的极化与重排过程。多相体系中的界面化学：如弯曲表面效应、润湿与粘附，表面的改性。概述了多晶材料中的晶界分类，多晶体的组织，晶界应力与电荷。介绍了粘土胶粒带电与水化等一系列有表面效应而引起的胶体化学性质如泥浆的流动性和触变性、泥团的可塑性等。 固体的表面能是用晶体中一个原子（离子）移到晶体表面时，自由焓的变化来计算的。 界面化学是研究在相界面发生的各种物理化学过程的一门科学。在弯曲表面上由于表面张力的存在而产生一个附加压力P ?。 r P γ2=? )11(2 1 r r P +=?γ 式中γ——表面张力； 21r r 、——曲面主曲率半径。 由上式可见，附加压力P ?与曲率半径成反比。 润湿是固-液界面上的重要行为，润湿定义为：固体与液体接触后，体系（固+液）的吉布斯自由能降低时称为润湿。 SL SV LV F γγθγ-==cos 式中 F ——润湿张力； SL SV LV γγγ、、——分别为液-气、固-气、固-液界面张力； θ——润湿角。θ>900因润湿张力F 小，固-液不润湿；θ<900固-液润湿； θ=0润湿张力最大，液体在固相表面上自由铺展。

改善润湿的方法：（1）降低SL γ。（2）去除固体表面吸附膜，提高SV γ。（3）改变粗糙度。当真实接触角θ<900，粗糙度愈大表观接触角愈小，愈易润湿。当θ>900时粗糙度愈大愈不利润湿。 凡结构相同而取向不同的晶体相互接触，其接触界面称为晶界。晶界上两晶粒质点排列取向有差异，晶界上原子形成某种过渡排列，因而晶界结构疏松，在多晶体中晶界是原子快速扩散通道，并容易引起杂质原子偏聚。晶界上有许多空位、位错和键变形等缺陷使之处于应力畸变状态，故能阶较高，使晶界成为固态相变时优先形核区域。 晶界可以按两晶粒之间夹角大小而分为小角度晶界和大角度晶界。也可以根据晶界两边原子排列的连贯性分为共格晶界、半共格晶界和非共格晶界三种。 固-固-气界面张力平衡关系：SV SS γγ? 212 cos = 固-固-液界面张力平衡关系：SL SS γγ? 212 cos = 式中SL SV SS γγγ、、分别为固-固、固-气、固-液界面张力。?为二面角。 粘土（蒙脱、伊利和高岭）矿物粒度很细，一般在m μ10~1.0范围内，因而它们表现出一系列表面化学的性质。 粘土荷电主要是由于（1）粘土晶格内离子的同晶置换（蒙脱由铝氧八面体中Al 3+ 被Mg 2+等二价离子取代，伊利石中硅氧四面体中Si 4+被Al 3+取代），（2）粘土边面断裂，活性边表面上破健而产生两性电荷（高岭土带电主要原因），（3）粘土内腐殖质离解等原因而带负电。因此，它必然要吸附介质中的阳离子来中和其所带来的负电荷，被吸附的阳离子又能被溶液中其它浓度大、价数高的阳离子所交换，这就是粘土的阳离子交换性质。 粘土的阳离子交换容量用100g 干粘土所吸附阳离子的毫克当量数来表示。影响

材料物理与化学.

材料物理与化学 080501 （一级学科：材料科学与工程） 本学科1998年获得硕士学位授予权，以研究材料中的物理化学过程为主，注重基础理论的培养，并与应用研究相结合，培养学生的独立工作能力为主。主要研究方向有： 1．低维材料合成化学：主要从事零维，一维和二维纳米材料的新方法、新材料合成的研究，特别是材料合成过程中的化学问题。二维材料开展液相电化学沉积技术的基础及应用研究。一维纳米材料的研究着重于半导体化合物纳米管纳米带的制备及应用的研究，如III-V和II-VI化合物半导体纳米管及纳米带的制备方法及器件应用的研究。零维纳米材料的研究则在化合物半导体纳米粉末的制备及与高分子复合材料制备技术及其应用方面开展研究，特别是一些新型制备方法的研究。 2．生物医用材料的物理与化学：生物医用材料是指对人体进行诊断、治疗和置换损坏的组织或器官以及增强其功能的材料，其作用不能为药物所替代。主要采用高分子合成化学的方法来制备新型可降解高分子材料，以获得在功能上与天然大分子接近，在力学与加工性能上又具有合成高分子材料特性的生物医用材料，并研究作为人体组织修复和替代材料、美容整形填充材料、药物控释载体材料等的使用。 3．材料界面物理与化学及高分子材料合成技术：主要研究自由基活性/可控聚合反应，新型光学活性高分子，高分子自组装与性能研究。 4．材料微结构与材料物理：针对国防先进材料，研究材料形成过程、结构演变规律及其物理与化学机理。通过对材料的微结构研究，揭示材料的形成热力学与动力学机制，研究材料微结构与性能的关系，建立典型材料（隐身材料、热透波材料、防热材料及其他特殊电磁功能材料）的结构与性能表征的研究新方法与测试技术。 一、培养目标 掌握坚实的材料物理化学基础理论和系统的材料物理化学专门知识，具有从事科学研究或担负专门技术的能力，能够胜任材料物理化学相关的教学科研工作。 二、课程设置

材料化学与材料物理

材料化学与材料物理 材料0802 材料化学是从化学的角度研究材料的设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门科学。它既是材料科学的一个重要分支，又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。通过应用研究可以发现材料中规律性的东西，从而指导材料的改进和发展。在新材料的发现和合成，纳米材料制备和修饰工艺的发展以及表征方法的革新等领域所作出了的独到贡献。材料化学在原子和分子水准上设计新材料的战略意义有着广阔应用前景。随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学科学领域的不断进展，作为新兴学科的材料化学发展日新月异。是一个跨学科领域涉及的问题性质及其应用领域的各种科学和工程。这一科学领域探讨了在原子或分子尺度材料的结构之间的关系及其宏观性能。随着媒体的关注明显集中在纳米科学和纳米技术，在近年来材料科学逐步走在很多大学的前列。对一个给定的材料往往是时代的选择，它的界定点。材料的化学分析方法可分为经典化学分析和仪器分析两类。前者基本上采用化学方法来达到分析的目的，后者主要采用化学和物理方法（特别是最后的测定阶段常应用物理方法）来获取结果，这类分析方法中有的要应用较为复杂的特定仪器。现代分析仪器发展迅速，且各种分析工作绝大部分是应用仪器分析法来完成的，但是经典的化学分析方法仍有其重要意义。应用化学方法或物理方法来查明材料的化学组分和结构的一种材料试验方法。鉴定物质由哪些元素（或离子）所组成，称为定性分析；测定各组分间量的关系（通常以百分比表示），称为定量分析。有些大型精密仪器测得的结果是相对值，而仪器的校正和校对所需要的标准参考物质一般是用准确的经典化学分析方法测定的。因此，仪器分析法与化学分析法是相辅相成的，很难以一种方法来完全取代另一种。 经典化学分析根据各种元素及其化合物的独特化学性质，利用与之有关的化学反应，对物质进行定性或定量分析。定量化学分析按最后的测定方法可分为重量分析法、滴定分析法和气体容量法。 ①重量分析法：使被测组分转化为化学组成一定的化合物或单质与试样中的其他组分分离，然后用称重方法测定该组分的含量。 ②滴定分析法：将已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应完为止，根据所用试剂溶液的体积和浓度计算被测物质的含量。 ③气体容量法：通过测量待测气体(或者将待测物质转化成气体形式)被吸收（或发生）的容积来计算待测物质的量。这种方法应用天平滴定管和量气管等作为最终的测量手段。 仪器分析根据被测物质成分中的分子、原子、离子或其化合物的某些物理性质和物理化学性质之间的相互关系，应用仪器对物质进行定性或定量分析。有些方法仍不可避免地需要通过一定的化学前处理和必要的化学反应来完成。仪器分析法分为光学、电化学、色谱和质谱等分析法。 光学分析法：根据物质与电磁波(包括从γ射线至无线电波的整个波谱范围)的相互作用，或者利用物质的光学性质来进行分析的方法。最常用的有吸光光度法（红外、可见和紫外吸收光谱）、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、发射光谱法、荧光分析法、浊度法、火焰光度法、X射线衍射法、X射线荧光分析法、放射化分析法等。 材料物理是使用物理描述材料在许多不同的方式，如力，热，光，力学。这是一个综合

材料表面与界面-习题含答案

材料表面与界面-习题含答案

第一章 1、什么是Young 方程？接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系？ 答：Young 方程：界面化学的基本方程之一。它是描述固气、固液、液气界面自由能γsv ，γSL ，γLv 与接触角θ之间的关系式，亦称润湿方程，表达式为：γsv -γSL =γLv COSθ。该方程适用于均匀表面和固液间无特殊作用的平衡状态。 关系：一般来讲，接触角θ的大小是判定润湿性好坏的依据，若θ=0.cosθ=1，液体完全润湿固体表面，液体在固体表面铺展；若0＜θ＜90°，液体可润湿固体，且θ越小，润湿性越好；90°＜θ＜180°，液体不润湿固体；θ=180°，完全不润湿固体，液体在固体表面凝集成小球。 2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，试气温骤降至293K ，水气的过饱和度（P/Ps ）达4，已知在293K 时，水的表面能力为0.07288N/m ，密度为997kg/m 3，试计算： （1）在此时开始形成雨滴的半径。 （2）每一雨滴中所含水的分子数。 答：（1）根据Kelvin 公式有 开始形成的雨滴半径为： 将数据代入得： '2ln 0R RT M P P ργ=0ln 2'p p RT M R ργ=

=J 4-1015.9 第二章 1、什么是CMC 浓度？试讨论影响CMC 的因素。请设计一种实验测定CMC 的方法。 答： （1）CMC 浓度是指随着表面活性剂浓度上升，溶液的表面张力逐渐下降，直至表面张力几乎不变时所发生转折时的浓度。 （2）疏水基的影响、亲水基、温度、添加剂（电解质、有机物）。 （3）测定方法：测定电导率、渗透压、冰点、增溶性、洗净力等物理量发生显著变化的转折点 2、温度对离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂溶解度的影响有什么不同？为什么离子型表面活性剂在K.P 点以上溶解度迅速增大，而非离子型表面活性剂溶液在C.P 点变成浑浊？ 答：（1）离子型：在足够低的温度下，溶解度随温度升高而慢慢增大，当温度达到一定值后，溶解度会突然增大——Krafft 现象 非离子型：溶解度随温度升高而下降，当温度升高到一定温度时，溶液会突然变浑浊 （2）离子型：表面活性剂以胶束形式溶解

材料科学基础材料表面与界面专业课

材料科学基础--材料表面与界面(专业课) 单选题 ----------------------------------------------------------------------------------------------------1.四边形晶粒的迁移方向（）。 正确答案：B.小晶粒凹面向内，大晶粒凹面向外。 2.下列描述正确的一项是（）。 正确答案：B.少量溶质或杂质原子就会对晶界迁移率产生显著的拖拽作用。 4.界面处原子原子键合情况发生改变，且不同程度偏离平衡位置，引起能量升高，此部分能量叫（）。 正确答案：C.界面能 5.影响界面迁移率的因素（）。 正确答案：B.溶质或杂质原子 6.最后三节所涉及的是（）。

正确答案：B.复合材料 7.二维点阵的晶界有（）自由度。 正确答案：B.二个 多选题 ----------------------------------------------------------------------------------------------------1.析出物形状是由()两个互相竞争着的因素所决定。 正确答案： 2.界面迁移的驱动力包括（）。 正确答案：B.变形储能D.界面曲率 3.据界面上的原子排列情况和吻合程度分类（）。 正确答案： 4.下列对孪晶界描述正确的是（）。 正确答案：A.共格孪晶界，化学键能很低。 B.非共格孪晶界，有较高的化学键能。C.共格孪晶界能约20mj/m2。 5.下面对常见的材料表面按其形成途径分类描述正确的（）。

正确答案：A.机械作用界面 C.凝固共生界面D.熔焊界面 6.复合材料讲的是（）。 正确答案： 判断题 ----------------------------------------------------------------------------------------------------1.随着温度增加，由于溶质原子在晶内和在界面的能力差别增大。正确答案：错 2.析出物形状是由界面能的最大值和弹性能的最大值各自互相竞争着的因素所决定。 正确答案：错 3.理想表面是真实存在的（）。 正确答案：错 4.界面对晶体材料的性质和发生转变的过程没有实质性的影响。 正确答案：错 5.原子离开平衡位置所引起的弹性畸变能（或应变能），其大小取决

材料表面处理工艺

材料表面处理工艺 一、表面处理分以下方式： 1、机械表面处理：喷砂、拉丝、机械抛光、压纹、喷涂、抛丸、磨光、刷光、刷漆、抹油化学表面处理：QPQ处理、光中氮化、铬化、镀铬、镀锌、化学镀镍、化学抛光、发黑/发蓝、酸洗 2、电化学表面处理：阳极氧化、磷化、电化学镀镍、电化学抛光、电泳。 现代化超硬化表面处理：TD覆层处理、物理气相沉积（PVD）、物料化学气相沉积（PCVD）、化学气相沉积（CVD） 3、其他类型表面处理：离子镀膜、离子注入、激光表面处理 二、机械表面处理说明： 1、喷砂：利用高速砂流的冲击作用清理和粗化零件表面，行成哑光珍珠银面。 特点：提高工件抗疲劳性，增加工件与涂层的附着力，延长涂层的耐久性，利于涂料的流平和装饰、表面易脏。 用途：可适用所有黑色金属及铝合金材料进行表处前进行或者不锈钢钣金表面。 2、拉丝：通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的表面处理，形成缎面效果，体现金属材料的质感 3、机械抛光：利用抛光工具和磨料颗粒或其它抛光介质对工件表面进行修饰加工，降低表面粗糙度，获得光亮、平整表面的加工方式。 4、压纹：压制各种纹理 5、喷涂：覆盖其他非金属涂层。钢钣金常用喷涂颜色：大波纹米白色静电喷涂、表面粉末静电喷涂黑色亚光、黑色细砂纹静电喷涂 三、化学表面处理说明： 1、QPQ：将黑色金属放入两种性质不同的盐浴中，通过多种元素渗入金属表面形成复合渗层，使表面改性的目的。 特点：良好的耐磨性和耐疲劳性；良好的抗腐蚀性；变形小；时间周期短；无公害。误差可保持在0.005mm。 颜色：亮黑色 用途：可适用所有黑色金属材料。 2、光中氮化：QPQ升级工艺，将钢或不锈钢放入由多种元素混合的盐浴中进行渗透处理，

胶体与界面化学(总结)

本章基本内容与要求 1、理解与掌握界面热力学基本原理与公式。 （1）理解界面张力（自由能）与过剩量的意义，理解界面系统热力学基本原理与平衡条件。 （2）掌握拉普拉斯方程、开尔文方程及吉布斯等温方程的推导、含义与应用（计算与解释界面现象）。 （3）了解润温程度的判剧。 2、了解界面平衡特性。 （1）理解化学吸附与物理吸附概念。 （2）掌握兰缪尔吸附模型的意义与应用。 （3）了解BET多层吸附模型的意义与应用。 3、了解界面反应动力学及多相催化。 4、了解胶体系统的各种分类以及物质的尺度在分类中的意义。 5、掌握胶体系统的稳定、制备和破坏的方法。 （1）理解胶体和稳定机制及相关理论。 （2）掌握胶体失稳的各种因素。 6、掌握胶体系统的各种特性。 包括相平衡性质、动力性质、动电性质、流变性质，并了解其变化规律。 7、了解缔合胶体、乳状液、泡沫以及凝胶的特点，了解影响其稳定性的因素。 本章重点与难点： 1、有关界面现象的有：表面张力、弯曲液面的附加压力及后果、表面吸附量与接触角。 2、有关胶体系统的有：胶体的各种特性、胶性稳定性及相关理论、有关沉降公式及流动电势的计算。 3、有关大分子溶液的有：平均分子质量及测定、大分子溶液的粘度、唐南平衡。 本章教学时数：10-12学时，习题课：2学时。 通常分为胶体化学与界面化学两章讨论，因胶体是高度分散的多相体系，其有很大的比表面，故合为一章。但讲述仍是分开，先谈界面化学。 体系内相与相之间存在的一个过渡层，称为相界面。历史上曾称为“表面”。因人们习惯把S-g、L-g的界面称为表面。现已多改之，因称“表面”有二点不妥：①表面似指一个没有厚度的纯几何面；而界面则是两相间的过渡层，通常具有几个分子层厚为三维空间。②“表面”的范围较窄，象S-L、S-S、L-L亦存“界面”。

界面化学的研究内容及应用前景

界面化学的研究内容及应用前景 （中北大学化工与环境学院09040342） 摘要界面化学是研究物质在多相体系中表面的特征和表面发生的物理和化学过程及其规律的科学。这就是说界面化学研究内容不仅仅局限于化学过程和规律，对界面体系特征和物理过程和规律也进行研究。界面化学在能源、材料、生物、化学制造和环境科学等领域具有广泛的应用，并渗透到国民经济的各个主要领域中。本文综述了我国界面化学所研究的内容，着重叙述了表面活性剂的相关情况及其发展方向展，另外，本文特别介绍了近10 年所取得的成就，介绍了界面化学的研究新方法，以及新型两亲分子有序组合体的设计与构建、界面化学与有序分子膜、界面化学在微纳米功能材料合成中的应用新进展、界面化学在生物医药中的研究新进展等，并对该学科的发展前景与趋势进行了分析。 关键词界面化学研究内容研究方法学科进展应用发展趋势 前言 界面是指物质相与相之间交界的区域，存在于两相之间，厚度约为几个分子层到几十分子层，它不同于几何中说“面”的概念，几何中的面是抽象得到的，没有厚度的，对于具体图形所限定的面还可以进行面积计算，这里的面是有厚度的，是具体物质相之间的交界区域。物质间的相界面有气液界面、气固界面、液固界面、液液界面、固固界面五种。习惯上将气相与液相、固相的界面称为表面，如固体表面、液体表面。其他的称为界面。界面化学是研究物质在多相体系中表面的特征和表面发生的物理和化学过程及其规律的科学。这就是说界面化学研究内容不仅仅局限于化学过程和规律，对界面体系特征和物理过程和规律也进行研究。 界面化学是研究胶体分散体系和界面现象的一门科学，与能源、材料、生物、化学制造和环境科学有着密切的关系，并渗透到国民经济的各个主要领域中。所涉及到其中的一些重大科学问题，如土壤改良、功能与复合材料、三次采油、浆体的管道运输、人造血浆、药物缓释与定向、摩擦与润滑和油漆涂料等，与国家安全、能源开发、环境保护和人民生活等方面密切相关，因此在社会与经济可持续发展中具有重要的地位。界面化学与人们日常生活和工农业生产密不可分。像明矾净水、肥皂去污、人工降雨、原油去水……都是界面化学的研究内容。

表界面化学

表界面化学和胶体应用的简单综述 摘要： 胶体与表面化学是研究胶体分散体系物理化学性质及界面现象的科学。虽然原属物理化学的一个分支，但其与生产和生活实际联系之紧密和应用之广泛是化学学科中任一分支不能比拟的。研究分散体系（除小分子分散体系以外的胶体分散体系和一般粗分散体系）和界面现象的物理化学分支学科。但作为一种科学，直到20世纪才得到具有特色的迅速发展。胶体与表面化学是研究胶体分散体系物理化学性质及界面现象的科学。虽然原属物理化学的一个分支，但其与生产和生活实际联系之紧密和应用之广泛是化学学科中任一分支不能比拟的。 关键词：胶体与表界面分散体系应用 Surface chemical and colloid and its application in the simple Abstract: the colloid and surface chemistry is the study of colloidal dispersion system the chemical and physical properties and interface of the phenomenon of science. Although the original is a branch of physical chemistry, but its and production and life of the actual contact closely and application is in the broad chemical subject any branch cannot comprehend.Research scattered system (except small molecules spread outside of the colloid decentralized system system and the general thick decentralized system) and interface of the phenomenon of physical and chemical branch discipline. Colloid