材料表界面科学及应用

图书标准信息

• 作者 邹美帅 编著；翟进贤；郭晓燕
• 出版社 北京理工大学出版社
• 出版时间 2021-09
• 版次 1
• ISBN 9787568297578
• 定价 78.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 316页
• 字数 461千字

【内容简介】

本书以材料表界面类型为主线，详细介绍了单组分液体表面、多组分溶液表面、液-液界面、固-气界面吸附、固-液界面润湿以及固-液界面吸附的基础知识和应用实例，穿插介绍了与材料表界面特性密切相关的表面活性剂结构、种类及应用，单分子不溶膜的制备及应用、以及常用吸附剂的种类与应用。为了便于读者学习和理解，许多章节给出了实例予以说明。本书每章均附带若干习题，供读者选择性应用。
  本书可作为高等工科院校材料学相关专业高年级本科生、研究生的材料表界面化学教材用书，或教学参考用书，也可供化工、生命科学、医药、选矿、纺织等相关领域技术人员参考。

【作者简介】

翟进贤，北京理工大学材料学院副教授，2007年4月北京理工大学材料学院博士研究生毕业，留校任教。2016年8月-2017年8月在美国马萨诸塞大学Amherst分校高分子材料系研修，长期从事高分子材料及含能复合材料教学与研究工作。讲授高分子专业高年级本科生课程《材料表面与界面》，材料学专业硕士研究生课程《材料界面科学》和博士研究生课程《宇航材料与技术》。主持完成国家自然科学基金面上项目、国家973项目专题/子专题等多项项目，在国内外期刊发表论文40余篇，授权专利18项。

【目录】

第1章　液体表面 001

1.1　表面张力与表面自由能 001

1.2　表面张力物理定性解释 003

1.3　温度压力对表面张力的影响 004

1.4　表面热力学基础 005

1.4.1　表面热力学基本公式 006

1.4.2　比表面热力学函数 007

1.4.3　表面熵和表面焓 007

1.5　弯曲液面表面现象 008

1.5.1　弯曲液面附加压力 008

1.5.2　附加压力与曲率半径的关系 009

1.5.3　毛细现象 012

1.6　蒸气压力与曲率关系 014

1.6.1　弯曲液面蒸气压 014

1.6.2　液体过热 017

1.6.3　过冷蒸气 018

1.6.4　Kelvin公式应用 019

1.7　液体表面张力测试方法 020

1.7.1　毛细上升法 020

1.7.2　脱环法 021

1.7.3　滴重法（滴体积法） 021

1.7.4　吊片法 025

1.7.5　气泡压力法（泡压法） 025

1.7.6　悬滴法 026

习题与问题 028

参考文献 029

第2章　溶液表面 030

2.1　溶液表面张力与表面活性 030

2.1.1　水溶液表面张力三种特性 030

2.1.2　Traube规则 032

2.1.3　表面活性物质与表面活性剂 033

2.2　溶液表面吸附 033

2.2.1　表面吸附 033

2.2.2　表面吸附量 034

2.3　Gibbs吸附公式 035

2.3.1　Gibbs吸附公式的导出 035

2.3.2　Gibbs吸附公式实验验证 037

2.3.3　离子型表面活性剂溶液Gibbs吸附公式 038

2.4　吸附量计算及吸附等温线 039

2.4.1　吸附量计算 039

2.4.2　吸附等温线 041

2.5　表面活性物质在溶液表面的构象 042

2.6　饱和吸附量影响因素 042

2.7　吸附热力学函数 044

2.7.1　标准吸附自由能 044

2.7.2　标准吸附焓和吸附熵 045

2.8　动表面张力与吸附速率 045

2.8.1　动表面张力 045

2.8.2　溶液表面吸附速率 046

2.8.3　动表面张力测定方法 047

习题与问题 048

参考文献 049

第3章　表面活性剂 050

3.1　表面活性剂结构 050

3.2　表面活性剂分类 051

3.2.1　按亲水基分类 051

3.2.2　按疏水基分类 053

3.2.3　高分子表面活性剂 053

3.2.4　新型表面活性剂 054

3.2.5　生物表面活性剂 054

3.3　表面活性剂溶液特性 055

3.3.1　表面特性 055

3.3.2　溶液特性 056

3.3.3　溶解度特性 057

3.4　表面活性剂表面吸附Gibbs公式应用 058

3.4.1　非离子型表面活性剂溶液表面吸附量 058

3.4.2　离子型表面活性剂溶液表面吸附量 058

3.4.3　混合表面活性剂溶液表面吸附量 060

3.5　表面活性剂溶液表面吸附等温线 060

3.6　表面活性剂表面吸附量及降低表面张力影响因素 061

3.6.1　表面吸附量影响因素 061

3.6.2　降低表面张力的影响因素 062

3.7　表面活性剂表面吸附层的结构与状态 064

3.7.1　吸附层构象 064

3.7.2　π ? a特性 065

3.7.3　双电层 065

3.8　表面活性剂溶液表面吸附热力学 066

3.9　表面活性剂溶液动表面张力与吸附速率 067

3.10　表面活性剂表面吸附应用机理 068

3.11　胶束 068

3.11.1　cmc测定方法 068

3.11.2　表面活性剂分子对cmc的影响 071

3.11.3　cmc其他影响因素 073

3.11.4　胶束结构、大小与形状 075

3.12　胶束生成热力学 078

3.12.1　相分离模型 078

3.12.2　质量作用模型 080

3.13　胶束生成动力学 083

3.14　胶束增溶 084

3.14.1　增溶热力学 084

3.14.2　增溶方式 085

3.14.3　增溶影响因素 085

3.14.4　增溶应用 086

3.15　胶束催化 087

3.16　液晶 087

3.17　反胶束 089

3.18　囊泡与脂质体 090

3.19　表面活性剂HLB值 091

3.19.1　HLB值估算方法 091

3.19.2　HLB值的测定 094

习题与问题 094

参考文献 095

第4章　液液界面 097

4.1　黏附功和内聚能 097

4.2　液液界面铺展 098

4.3　液液界面张力理论 100

4.3.1　Antonoff规则 100

4.3.2　Good-Girifalco理论 101

4.3.3　Fowkes理论 102

4.3.4　吴氏倒数法 103

4.4　液液界面吸附 104

4.4.1　Gibbs吸附公式在液液界面的应用 104

4.4.2　液液界面吸附等温线特点 106

4.5　液液界面吸附层结构 106

4.6　表面活性剂对液液界面性能的影响 108

4.6.1　界面张力 108

4.6.2　本征曲率 108

4.6.3　混合表面活性剂体系界面张力 109

4.7　超低界面张力 110

4.7.1　超低界面张力体系 110

4.7.2　滴外形法测定界面张力 112

4.7.3　超低界面张力应用 113

4.8　乳状液和微乳状液 114

4.8.1　乳状液 114

4.8.2　微乳状液 115

4.9　微乳状液的应用 117

4.10　破乳 120

4.10.1　物理机械方法 120

4.10.2　物理化学方法 120

习题与问题 121

参考文献 121

第5章　不溶性单分子膜 122

5.1　不溶性单分子膜的发展与制备 122

5.1.1　不溶性单分子膜的发展 122

5.1.2　不溶性单分子膜的制备 123

5.2　不溶性单分子膜的性质 123

5.2.1　表面压 123

5.2.2　表面膜电势 124

5.2.3　表面黏度 125

5.3　不溶性单分子膜状态 127

5.3.1　气态膜 127

5.3.2　二维空间气液平衡 129

5.3.3　液态扩张膜 129

5.3.4　转变膜 130

5.3.5　液态凝聚膜 130

5.3.6　固态凝聚膜 130

5.4　不溶膜状态影响因素 131

5.5　不溶膜光学研究方法 132

5.5.1　吸收光谱 133

5.5.2　反射光谱 133

5.6　混合不溶膜 134

5.7　高分子不溶膜 136

5.8　单分子膜应用举例 137

5.8.1　成膜物分子量测定 137

5.8.2　抑制水蒸发 138

5.9　L ? B膜 138

5.10　生物膜 139

5.11　L ? B膜的应用 140

5.11.1　生物膜化学模拟 140

5.11.2　仿生功能材料 141

5.11.3　生物传感器 141

5.11.4　病理药理研究应用 141

5.11.5　临床诊断应用 141

习题与问题 142

参考文献 143

第6章　固液界面润湿 144

6.1　固体表面 144

6.1.1　非热力学平衡 144

6.1.2　固体形貌 145

6.1.3　表面结晶学 147

6.1.4　晶体表面结构 148

6.1.5　表面晶格缺陷 148

6.2　固体表面张力和表面自由能 149

6.2.1　固体表面张力特性 149

6.2.2　固体表面能理论计算 150

6.2.3　固体表面能估测法 150

6.3　润湿过程 151

6.4　接触角与润湿 153

6.4.1　Young氏方程 153

6.4.2　接触角与润湿关系 154

6.4.3　Young氏方程计算固体表面张力 154

6.5　接触角滞后 156

6.5.1　不平衡状态 157

6.5.2　固体表面粗糙性——Wenzel方程 157

6.5.3　固体表面不均匀性——Cassie方程 158

6.6　动态接触角 161

6.7　接触角测定 162

6.7.1　角度测量法 162

6.7.2　长度测量法 163

6.7.3　表面张力法 165

6.7.4　透过高度法 165

6.8　固体表面润湿性质 166

6.8.1　低能表面润湿性质 166

6.8.2　高能表面自憎现象 168

6.9　润湿剂 169

6.9.1　润湿剂分子对润湿性能的影响 169

6.9.2　润湿剂吸附状态对固体表面性能的影响 170

6.10　润湿热 171

6.11　超疏水和超亲水表面 172

6.11.1　超疏水表面结构 172

6.11.2　滑动角 173

6.11.3　接触线 175

6.11.4　超疏水表面制备 176

6.11.5　超疏水研究现状 178

6.12　润湿应用 179

6.12.1　洗涤 179

6.12.2　矿物浮选 180

6.12.3　纺织印染 181

6.12.4　采油 181

6.12.5　医药农药 182

6.12.6　热交换器 182

6.12.7　钛合金表面修饰 182

6.13　固体表面组成和结构测试方法 183

6.13.1　低能电子衍射 183

6.13.2　俄歇电子能谱 184

6.13.3　光电子能谱 184

习题与问题 185

参考文献 186

第7章　固气界面吸附 188

7.1　吸附 188

7.1.1　物理吸附和化学吸附 188

7.1.2　吸附剂 189

7.1.3　吸附驱动力 189

7.2　吸附热 191

7.3　吸附曲线 192

7.3.1　吸附等温线基本类型 192

7.3.2　吸附等压线和吸附等量线 193

7.3.3　吸附等温线测定方法 194

7.4　固气界面吸附影响因素 196

7.4.1　温度 196

7.4.2　压力 196

7.4.3　吸附剂与吸附质的性质 197

7.5　气体吸附模型 197

7.5.1　二维吸附模型吸附等温式 198

7.5.2　Langmuir单分子层吸附理论 200

7.5.3　BET吸附方程——多分子层吸附理论 203

7.5.4　Polanyi吸附势能理论和D ? R公式 209

7.6　多孔固体吸附特性 214

7.6.1　毛细凝结 214

7.6.2　吸附滞后 214

7.6.3　孔结构与滞后圈形状 215

7.7　吸附法测定固体表面特性 217

7.7.1　比表面 217

7.7.2　孔径 223

7.7.3　表面分数维 225

7.8　固气界面吸附应用 226

7.8.1　分子筛 226

7.8.2　硅胶 228

7.8.3　变温吸附 228

7.8.4　变压吸附 229

7.9　化学吸附 231

7.9.1　CO化学吸附 231

7.9.2　氢化学吸附 232

7.9.3　CO2化学吸附 232

习题与问题 233

参考文献 235

第8章  固液界面吸附 236

8.1　固体自溶液吸附机理和特性 236

8.1.1　吸附机理 236

8.1.2　溶液吸附特性 237

8.2　二元溶液吸附 237

8.2.1　U型复合吸附等温线 238

8.2.2　S型复合吸附等温线 238

8.2.3　直线型复合吸附等温线 239

8.2.4　稀溶液吸附 240

8.3　电解质溶液吸附 242

8.3.1　离子吸附与双电层 242

8.3.2　电解质离子在固液界面吸附 244

8.4　大分子溶液吸附 246

8.4.1　大分子吸附形态 246

8.4.2　吸附等温式 246

8.4.3　吸附速率 247

8.4.4　大分子吸附影响因素 247

8.5　表面活性剂溶液吸附 248

8.5.1　吸附驱动力 248

8.5.2　吸附等温线和理论吸附模型 249

8.5.3　单一表面活性剂吸附 251

8.5.4　混合表面活性剂吸附 254

8.6　混合溶液吸附 255

8.6.1　混合溶质吸附 255

8.6.2　混合溶剂吸附 256

8.7　固液吸附影响因素 257

8.7.1　温度 257

8.7.2　溶解度 257

8.7.3　吸附剂、溶质和溶剂三者性质 258

8.7.4　吸附孔 259

8.7.5　盐效应 259

8.8　稀溶液吸附热力学 260

8.8.1　Gibbs吸附公式应用 260

8.8.2　标准吸附自由能 261

8.9　固液吸附应用 263

8.9.1　抑制金属腐蚀 263

8.9.2　抗静电 264

8.9.3　制备薄膜 264

8.9.4　水处理 264

8.9.5　液相色谱 265

习题与问题 266

参考文献 267

第9章  吸附剂 268

9.1　吸附剂常规物理参数 268

9.1.1　比表面（积） 268

9.1.2　孔结构 268

9.1.3　密度 269

9.1.4　粒度 270

9.1.5　强度 271

9.2　硅胶 271

9.2.1　硅胶制备 272

9.2.2　硅胶结构与物化性质 272

9.2.3　表面结构 273

9.2.4　吸附性质 274

9.2.5　其他SiO2类吸附剂 276

9.2.6　硅胶应用 277

9.3　分子筛 277

9.3.1　分子筛的化学组成与结构 277

9.3.2　分子筛分类 279

9.3.3　吸附性质 281

9.3.4　新型分子筛 285

9.4　活性炭 286

9.4.1　活性炭的制备 286

9.4.2　活性炭的组成及性质 287

9.4.3　活性炭结构 287

9.4.4　表面性质 288

9.4.5　吸附性质 290

9.4.6　其他碳质吸附剂 290

9.4.7　活性炭应用 293

9.5　活性氧化铝 294

9.5.1　表面性质 294

9.5.2　吸附性质 295

9.6　黏土 296

9.6.1　蒙脱土和海泡石 296

9.6.2　蒙脱土吸附性质 297

9.7　吸附树脂 298

9.7.1　吸附性质 298

9.7.2　吸附质结构影响 299

习题与问题 299

参考文献 299