界面科學(xué)導(dǎo)論

內(nèi)容概要

·《界面科學(xué)導(dǎo)論（原著第2版）》的視角獨具匠心，詳細(xì)闡述了物質(zhì)的幾面物理和化學(xué)特性——它們是如何表現(xiàn)的？為什么這樣表現(xiàn)？怎樣已新穎和振奮人心的方式將之加以利用？
·從重要的毛細(xì)和吸收原理展開，在開始討論當(dāng)前最為熱門的生物學(xué)界面科學(xué)之前，逐一探究了液-氣，固-氣和液-液界面科學(xué)。
·《界面科學(xué)導(dǎo)論（原著第2版）》輔以數(shù)學(xué)推理和物理概念，幫助讀者探究這一課題的現(xiàn)實意義，掌握相關(guān)材料在現(xiàn)實中的應(yīng)用。專欄、習(xí)題和實例引發(fā)深入思考。
·相對于第1版，優(yōu)化了內(nèi)容結(jié)構(gòu)，邏輯關(guān)系更易掌握，內(nèi)容更加深化，覆蓋面更廣。

作者簡介

作者：（澳大利亞）巴恩斯（Barnes G.T.） 等

書籍目錄

第2版前言第1版前言AcknowledgementsUnits,symbols,andabbreviations第1章 引言1.1 界面的重要性1.2 表面和界面1.2.1 導(dǎo)言1.2.2 界面的分類1.2.3 界面區(qū)域界定1.3 穩(wěn)定的界面1.4 重要概念1.4.1 表面張力和表面壓力1.4.2 濕潤1.4.3 吸附1.4.4 乳狀液1.4.5 膠體1.4.6 膜1.5 本書的結(jié)構(gòu)安排拓展閱讀界面科學(xué)的文獻(xiàn)章節(jié)參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第2章 表面的毛細(xì)現(xiàn)象和力學(xué)作用2.1 表面張力和功2.1.1 表面張力的定義2.1.2 伸長功2.1.3 接觸角、濕潤和擴(kuò)散2.1.4 應(yīng)力二次曲線2.1.5 黏附功和內(nèi)聚功2.2 表面張力的測定2.2.1 Wilhelmy平板法2.2.2 毛細(xì)上升法2.2.3 滴重法和滴體積法2.2.4 最大氣泡法2.2.5 固著液滴和懸垂液滴法2.2.6 微量移液法2.2.7 油滴指示劑法2.3 拉普拉斯方程式2.3.1 拉普拉斯方程式的應(yīng)用2.4 開爾文方程式2.4.1 開爾文方程式的推論2.4.2 開爾文方程式的驗證2.5 純液體的表面張力2.5.1 溫度對于表面張力的影響2.5.2 液體的表面張力2.5.3 親水-親油相互作用總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第3章 表面吸附和表面熱力學(xué)3.1 導(dǎo)言3.2 界面模型3.2.1 表面相分析3.2.2 表面過剩分析3.3 吸附3.3.1 吸附和分界面3.3.2 劃定界面的規(guī)則3.3.3 吸附等溫線3.4 界面熱力學(xué)特性3.4.1 機(jī)械功3.4.2 內(nèi)能和焓3.4.3 吉布斯自由能3.5 表面過?；瘜W(xué)勢3.6 吸附量的測定3.6.1 濃度變化法3.6.2 表面分析法3.6.3 表面張力變化法——吉布斯等溫吸附曲線3.7 溶劑吸附3.8 吸附動力學(xué)總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第4章 氣液界面:吸附、薄膜、泡沫、氣溶膠4.1 導(dǎo)言4.2 平衡吸附的測定4.2.1 表面張力的測定4.2.2 表面分析4.3 吸附動力學(xué)觀察4.3.1 新形成界面的吸附4.3.2 表面波4.4 非離子溶質(zhì)的吸附4.4.1 溶質(zhì)濃度對表面張力的影響4.4.2 Szyszkowski-Langmiur吸附4.4.3 狀態(tài)方程4.4.4 負(fù)吸附4.4.5 吸附動力學(xué)4.5 離子溶液吸附4.6 表面活性劑吸附4.6.1 表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)4.6.2 表面活性劑溶液的表面張力4.6.3 表面活性劑的吸附4.7 膠束4.7.1 表面活性劑溶液性質(zhì)4.7.2 形成膠束的分子的要求4.7.3 聚集體的形成4.7.4 膠束結(jié)構(gòu)4.7.5 增溶作用4.7.6 影響臨界膠束濃度的因素4.7.7 雜質(zhì)效應(yīng)4.8 表面活性劑的應(yīng)用4.8.1 濕潤4.8.2 去污4.8.3 疏水4.8.4 乳化作用4.8.5 浮游選礦4.8.6 油回收4.8.7 膜侵蝕4.9 膜和泡沫4.9.1 導(dǎo)言4.9.2 膜張力4.9.3 氣體滲透性4.9.4 泡沫形成及其穩(wěn)定性4.9.5 Plateau邊界4.9.6 泡沫中的起泡性狀4.9.7 泡沫抑制4.10 Marangoni效應(yīng)4.11 氣溶膠4.11.1 實際生活中的氣溶膠4.11.2 形成4.11.3 液體氣溶膠的特性4.11.4 氣溶膠對開爾文方程式的驗證總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第5章 不可溶單分子層和Langmiur-Blodgett膜5.1 導(dǎo)言5.2 流動單分子層的形成和處理5.2.1 對分子的要求5.2.2 擴(kuò)散5.2.3 表面膜的平衡5.2.4 圓形槽5.2.5 油-水界面的表面膜平衡5.3 表面壓力-面積關(guān)系5.4 Langmiur-Blodgett膜的沉積5.5 表面結(jié)構(gòu)的研究技術(shù)5.5.1 表面膜平衡5.5.2 表面電勢5.5.3 表面黏性5.5.4 X射線散射技術(shù)5.5.5 中子散射5.5.6 振動光譜和電子能譜5.5.7 電子衍射5.5.8 電子顯微鏡技術(shù)5.5.9 橢偏儀測量法5.5.10 Brewster角和熒光光譜5.5.11 探針顯微技術(shù)5.5.12 其他固體表面研究技術(shù)5.6 流動單分子層的結(jié)構(gòu)和特性5.6.1 重要的單分子層相5.6.2 相轉(zhuǎn)變5.6.3 擴(kuò)散壓力平衡5.6.4 單分子層塌陷5.6.5 聚合物單分子層5.7 單分子層的相互作用5.7.1 兩非水溶性組分5.7.2 可溶性表面活性劑對表面層的滲透5.7.3 單分子層之上的反應(yīng)5.8 LB膜的結(jié)構(gòu)5.9 應(yīng)用5.9.1 鋪展單分子層5.9.2 LB膜總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第6章 液-液界面:乳化;膜6.1 導(dǎo)言6.2 乳化6.2.1 乳化的形成6.2.2 乳化類型6.2.3 粒徑分布6.2.4 乳化穩(wěn)定性6.2.5 乳化流變性6.3 乳化穩(wěn)定性和乳化劑的選擇6.3.1 早期理論6.3.2 電化學(xué)角度理解乳化穩(wěn)定性6.3.3 空間位阻穩(wěn)定機(jī)制6.3.4 固體顆粒的穩(wěn)定性6.3.5 乳化劑和HLB系統(tǒng)6.4 微乳液6.5 乳液聚合6.6 液-液相互作用6.7 膜6.7.1 人工膜6.7.2 黑脂膜6.7.3 自組裝膜總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第7章 固體表面7.1 導(dǎo)言7.2 單晶表面7.2.1 Miller指數(shù)7.2.2 表面重構(gòu)7.3 固體表面的研究技術(shù)7.3.1 光譜法7.3.2 衍射方法7.3.3 表面等離子體共振7.3.4 掃描探針技術(shù)總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第8章 氣-固界面:吸附;催化劑8.1 導(dǎo)言8.2 氣體吸附測量8.2.1 物理吸附與化學(xué)吸附的對比8.3 氣體吸附的測量8.3.1 壓力/體積測量法8.3.2 流量法8.3.3 重量分析法8.4 等溫吸附8.4.1 導(dǎo)言8.4.2 等溫吸附分類8.5 等溫方程式8.5.1 Langmuir吸附方程式8.5.2 BET方程式8.5.3 有限吸附的BET方程式8.5.4 Freundlich和Temkin等溫吸附方程式8.5.5 其他的等溫吸附方程式8.6 毛細(xì)管凝聚8.7 吸附層結(jié)構(gòu)8.7.1 吸附的初期階段8.7.2 多層吸附8.8 化學(xué)吸附8.8.1 化學(xué)吸附的等溫吸附8.8.2 化學(xué)吸附的特異性8.8.3 化學(xué)吸附的表面重構(gòu)8.9 吸附的焓變8.10 吸附動力學(xué)8.10.1 物理吸附動力學(xué)8.10.2 化學(xué)吸附動力學(xué)8.11 異相催化劑8.11.1 異相催化劑概述8.11.2 反應(yīng)物的吸附,第二步8.11.3 吸附層內(nèi)的反應(yīng),第三步8.11.4 產(chǎn)物的脫附,第四步總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第9章 液-固界面:吸附;膠體9.1 導(dǎo)言9.2 吸附的測定9.3 低溶質(zhì)濃度吸附9.4 高溶質(zhì)濃度吸附9.4.1 復(fù)合物等溫吸附9.5 離子吸附和雙電層9.5.1 Helmholtz模型9.5.2 Gouy-Chapman模型9.5.3 Stern模型9.5.4 總結(jié)9.6 電動力學(xué)9.7 膠體分散系9.7.1 親水和疏水膠束9.7.2 膠體分散系的制備9.8 膠體分散系特性9.8.1 Brownian運(yùn)動9.8.2 光散射9.8.3 粒徑測量9.8.4 粒子電荷測量9.8.5 膠束穩(wěn)定性9.9 電解質(zhì)作用下的疏水膠束聚沉9.9.1 表面電荷9.9.2 Sculze-Hardy規(guī)則9.9.3 膠粒分散系的穩(wěn)定性——DLVO理論9.9.4 聚沉動力學(xué)9.9.5 DLVO理論概述和局限性9.9.6 粒子間作用力的測量9.10 膠粒相互作用中的溶劑化作用9.10.1 粒子相互作用中的溶劑結(jié)構(gòu)9.10.2 膠粒的空間位阻穩(wěn)定性9.11 納米粒子9.11.1 納米科學(xué)和納米技術(shù)9.12 黏土礦物9.12.1 黏土礦物的結(jié)構(gòu)9.12.2 黏土礦物的膨脹9.12.3 黏土礦物分散系9.13 自組裝薄膜總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)第10章 生物界面10.1 導(dǎo)言10.2 膜物質(zhì)10.2.1 磷脂10.2.2 膽固醇10.2.3 磷脂+膽固醇10.2.4 膜蛋白10.3 雙分子層10.3.1 結(jié)構(gòu)10.3.2 特性10.4 囊泡和脂質(zhì)體10.4.1 磷脂的自組裝10.4.2 囊泡的滲透性10.4.3 電子顯微鏡10.4.4 應(yīng)用10.5 細(xì)胞膜10.5.1 組成10.5.2 結(jié)構(gòu)10.5.3 功能:選擇性透過10.5.4 表面活性劑效應(yīng)10.6 分子識別10.6.1 相互作用的本質(zhì)10.6.2 締合常數(shù)10.6.3 表面技術(shù)的應(yīng)用10.7 肺表面活性物質(zhì)10.7.1 天然的肺表面活性物質(zhì):組成和功能10.7.2 肺表面活性物質(zhì)的形成和生命周期10.7.3 肺表面活性物質(zhì)的表面活性10.8 呼吸道中的氣溶膠10.8.1 呼吸系統(tǒng)和大氣污染10.8.2 氣溶膠的治療作用10.9 細(xì)菌的表面吸附總結(jié)拓展閱讀參考文獻(xiàn)課后練習(xí)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   1.1 The importance of interfaces Interfaces are everywhere:in our bodies,in the food we eat and the drinks wedrink,in plants,animals,fish,insects and microbes,in our cars,in the soil,inthe atmosphere,in manufacturing and chemical factories.Occasionally,thepresence of an interface does not appreciably alter the behaviour of a system,but in many cases it does have a significant effect and,in some cases,it dominates the behaviour. Think for instance of the catalytic converter,which has been an integralpart of cars produced over the last decade.As the raw exhaust gases from theengine pass over the solid metal and metallic oxide catalyst surface,a largenumber of reactions take place,leading to more complete oxidation of thegases and,hence,to a cleaner environment.The gases spend only millisecondsin contact with the surface and yet this has a dramatic effect on the composition of the final exhaust mixture that is vented to the atmosphere.It is thesurface of the catalyst that is crucial. Another important example concerns the inner lining of the lung.A layerof fluid lines the alveoli and,at the surface of this fluid,in contact with theair,is a layer that is only one molecule thick,composed mainly of phospholipids.This mixture of phospholipids and some proteins is known as lungsurfactant.Lung surfactant serves to lower the amount of work required forthe action of breathing,a function that is so important that if the surfactant isnot fully developed,unaided breathing is impossible.Because lung surfactantis only produced late in gestation,most infants who are born before 30 weeks'gestation must be treated immediately after birth to ensure their survival.Again,it is the properties of the very outermost surface that determine thefunctioning of the entire system (see also Section 10.7). In our day-to-day lives we are familiar with the behaviour of liquids,especially the way they flow,being controlled largely by gravity.However,in spacevehicles where the gravitational field strength is very low,hydrostatic pressureis negligible,and liquids behave very differently-in fact,the forces arisingfrom the interface between the liquid and the air dominate their flow.

名人推薦

“該書的不同之處在于。以通俗易懂的語言描述了基本熱力學(xué)概念，并且完整地呈現(xiàn)了最新的物理表征技術(shù)。我強(qiáng)烈推薦此書，它不僅適用于本科生……而且適用于廣大讀者，特別是博士生能夠從簡潔但又完整的表面和界面物理化學(xué)表述中受益。該書也非常適合教師用于課堂授課?！?——Dr Francois Ganachaud,ENSCM,Montpellier-ChemPhysChem 2006,7,965-967,Wiley-VCH Verlag GmbH＆Co. “……該書非常適合中高年級學(xué)生閱讀，同時也填補(bǔ)了現(xiàn)存教科書市場的空白……” ——Jack Yarwood，Royal Society of Chemistry 2006 “……這本書的最大特點是，概念的闡述從生活中的實例出發(fā)，與實際相結(jié)合，重塑術(shù)語感性印象……不乏公式的推導(dǎo)和計算。以饗讀者深度訴求……章末的總結(jié)便于整體把握全章邏輯關(guān)系，拓展閱讀銜接最新科學(xué)進(jìn)展，而課后的練習(xí)對于鞏固知識起到點睛的作用……” ——裴堅，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院

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