界面化学的研究对象

第08期表界面化学在材料研究中的应用1

综述专论

表界面化学在材料研究中的应用

刘佳 程山

（中北大学 化工与环境学院 030051）

摘要：表界面化学一直是人们研究的重要方向，本文综述了表界面化学知识在无机材料及复合材料中的应用，尤其近些年又一突破性的进展—在军工方面中的应用，总结了一些研究材料表界面的现代分析方法。研究表界面化学知识不仅对人们的生产、生活具有重要的意义，而且还对军工研究具有重要指导意义。

关键词：表界面化学 无机材料 复合材料中图法分类号：TQ562

文献标识码：A

文章编号：T1672-8114(2013)08-001-03

1 引言

表界面科学是当代国际上最活跃的学科之一。它涉及物理化学、数学、生物学、半导体科学、材料科学等许多基础学科和应用学科，而逐渐形成多学科交叉的发展极为迅速的一个科学领域。尽管表界面科学是多学科交叉的科学，但涉及日常生活、工业生产、生命科学等许多方面，具有很强的实用性。近些年来，随着现代表面测试和研究手段不断发展及创新，使人们有可能从更深层次观察多种体系的表面和界面现象，对表面及界面发生的化学过程和物理过程都可获得直观的信息。因此，研究工作也得到很大的发展。由于表面科学的基础理论研

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

一、选择题

1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d）

（a）总表面能 （b）比表面 （c）液面下的附加压力 （d）表面张力

2. 直径为1×10-2m的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N?m-1）（d） （a）5 Pa （b）10 Pa （c）15 Pa （d）20 Pa

思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故

ps?4?，答案选d。 R'

3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a呈如下关系：

???0?Aln?1?Ba?

式中γ0为纯水的表面张力，A，B为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c） （a）?2??AaABa （b）?2??

RT?1?Ba?RT?1?Ba?（c）?2?ABaBa （d）?2??

RT?1?Ba?RT?1?Ba?思路：?2??ad?a??RTdaRTB?ABa??A?，答案选c。 ??1?BaRT1?Ba????

4. 298K时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa时，覆盖

界面化学基础习题参考答案

第一章

1．一个小水滴的体积V?43?r?5.3?1015.33?16cm3

161 cm3水分散成小水滴的个数为n＝?10个＝1.887×1015个

3r?6?10cm2

5这些小水滴的总表面积S＝1.887×1015×4πr2＝??0.07205N·m-1×60m2=4.32J

2．N·m-1=N·m·m-2=J·m-2 表面自由能 3．（略） 4．U?s?(NL?NV)C24r22???????T??

??T?sT? (NL?NV)? U? ??5．dU?TdS?pdV??dA?对表面dV?0则有

??dnii

dU?TdS??dA???idni Us??U???S????????T????T＋? ??????A?A?T??T,p,nj????p，A，ns?U??2?? ??T?2??T??T?p，A，ns6．U?1880mN?m?1?0.43mNm?K?1808K?2.66J?m-1-1?2

7．当T=4620K时，γ=0

当T=823K时，γ=380mN·m-1 ?380????-1-1??mN?m?K ?3797??T?p3803797?450)mN?m-1 ?1273k

备课笔记

《界面与胶体的物理化学》教学讲义

王晓钧

定义：界面与胶体的物理化学是近代发展较快的交叉学科。它以胶体体系为研究主体，借助于流体力学、静电学、经典电磁学以及统计力学的理论和各种研究手段，透过体系所表现出的各种物理和化学现象，研究体系的性质。溶胶是多相体系，胶体

装 订 线 粒子高度的分散性使得它具有巨大的相界面，界面与胶体的物理化学研究由此产生的各种界面现象。

诞生：1861年Thaham Graham系统地研究了许多物质的扩散速度，提出了有关胶体化学的一些名词，奠定了胶体化学的基础。

应用：涉及到物理化学、分析化学、环境科学、石油科学、材料科学以及化学制造和日用化学等学科，在化工、轻化、石化等传统工业中得到广泛应用，在生物、材料及新能源等高科技领域也有广泛的应用前景。

第一章 胶体体系及其性质

介绍胶体的分散性及类型，胶体粒子大小与体系物理性质的关系。性质中动力性质、光学性质和流变性质是主要内容。 §1.1 胶体的分散性与类型 §1.1.1分散粒子的大小与表面能

连续相：分散相和分散介质——不连续相：分散体系

分散相粒子大小变化导致体系物理化学性质变化，最主要的是比表面积的变化。 P2上的表1-1表示粒子尺寸变小，比

2008级应用化学专业《胶体与界面化学》试卷 2011.12.12

一、解答题：（每小题10分，共70分）

1.护士打针时为什么要检查针头里是否存在空气？

空气进入血管，能引起气体栓塞，但要视进入气体量的多少而定。如空气量小，可分散到肺泡毛细血管，与血红蛋白结合。或弥散至肺泡，随呼吸排出体外，因而不造成损害。但进入空气量大且比较迅速，则由于心脏的搏动，将空气和心腔内的血液搅拌形成大量泡沫，当心收缩时不被排出或阻塞肺动脉可导致猝死。一般迅速进入血循环的空气在100毫升左右时，即可导致心力衰竭，表现为胸部感到异常不适，随即发生呼吸困难和紫绀，这时应立即组织抢救。

2.硫酸钡沉淀重量分析时，为什么要进行陈化？

因为硫酸钡沉淀是晶形沉淀,为了得到大晶形的沉淀,须陈化 1. 胶束能稳定存在的原因何在？ 2. 举例说明湿润作用的应用情况 3. 固体表面具有的共同特点是什么？

4. 选择乳化剂的一般原则是什么？根据不同物料选择不同的HLB值（亲水亲油平衡值）。 5. 简述聚合物对憎液溶胶的稳定与絮凝作用。 二、计算题：（每小题10分，共30分）

1. 设甘油在半径为0.4×10-3m的玻璃毛细管中升高26.8×10-3m，甘油的密度为1.26g/c

I SN 0 9 30 4 S 10— 4

E ma f@cc.ec - i ky ee t n h j n.h t:ww d z .e .n t/ w. n sn t p/ e T l 8— 5- 60 6 5 9 9 4 e: 6 5 1 5 9 9 3+ 606

C mp￣ K o ldea dTc nl y电脑知识与技术 o u r n weg n ehoo gVo.,No1,J l 01 . 1 7 .9 uy2 1

H b r a e对象持久化技术的研究 ie n t魏惠，晓东任刚茹李，(南财经政法大学成功学院，南郑州 4 10 )河河 5 2 0

摘要：象持久化技术是一种数据存储方法，目的是为了使程序开发者更加方便的访问数据。对象持久化技术解决了面向对象技对其术和关系数据库技术的不匹配 f题，得程序员从数据库细节中解放出来，程序员有更多的精力去处理事务逻辑。" -使 I让关键词：象；久化；象关系映射； b ra 对持对 Hie t n e

中图分类号： P 1 T 32

文献标识码： A

文章编号：0 9 3 4 (0 1l— 7 3 O 10— O 42 l )9 4 3一 2

Su yOl i t es t c f b

1.什么是气凝胶？有哪些主要特点和用途？ 当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。 气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。

用途： （1）制作火星探险宇航服 （2）防弹不怕被炸

（3）过滤与催化 （4）隔音材料 （5）日常生活用品 2.试述凝胶形成的基本条件？

① 降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。②析出

的质点即不沉降，也不能自由行动，而是构成骨架，在整个溶液中形成连续的网状结构。

3.简述光学白度法测定去污力的过程。

将人工制备的污布放在盛有洗涤剂硬水的玻璃瓶中，瓶内还放有橡皮弹子，在机械转动下，人工污布受到擦洗。在规定温度下洗涤一定时间后，用白度计在一定波长下测定污染棉布试片洗涤前后的光谱反射率，并与空白对照。 4.试述洗涤剂的发展趋势。

液体洗涤剂近几年的新的发展趋势： (1)浓缩化 (2)温和化、安全化(

《胶体与表面化学》复习思考题

一、 凝胶

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

什么是凝胶？有何特征（两个不同）？ 举例说明什么是弹性和非弹性凝胶？ 试述凝胶形成的基本条件？ 凝胶形成的方法有哪几种？ 凝胶的结构分为哪4种类型？ 溶胶≒凝胶转变时有哪些现象？

要制备很浓的明胶溶液而又不使胶凝，应加入什么物质比较好？为什么？ 什么是凝胶的触变作用？简单叙述其机理？ 什么是负触变作用？绝大部分为什么体系？

10. 什么是离浆作用？为什么？

11. 什么是凝胶的有限膨胀和无限膨胀？其膨胀速度符合什么动力学特征？ 12. 试述凝胶膨胀的两个阶段。

13. 物质在凝胶中扩散速率减慢的原因是什么？ 14. 试述凝胶色谱（GPC）技术的基本原理？

15. 试用Ostwald的过程和理论解释Liesegang环现象。 16. 形成Liesegang环的必要条件是什么？

17. 目前高吸水性材料其吸水量约可达自身质量的多少倍？ 18. 试述高吸水性凝胶的结构、组成和吸水性能的关系。 19. 什么是高吸油性树脂？其吸油能力主要起源于什么作用力？ 20. 高吸油树脂的吸油机理是什么？

21. 水凝胶中的水按作用力的强弱可分为哪4种状态？ 22.

上海交通大学 硕士学位论文

网页游戏中界面设计的研究和应用

姓名：李晓蕙 申请学位级别：硕士 专业：数字媒体艺术与技术

指导教师：杨旭波

20080901

网页游戏中界面设计的研究和应用

摘 要

论文介绍了主流的网页游戏界面设计的特点，根据人机界面设计

的原理，综合网页界面设计和游戏界面设计的各自特点给出网页游戏 界面设计的原则、方法，流程，并应用于实际开发中来指导网页游戏 的界面设计。

论文主要阐述了人机界面设计的基本原理，包括界面设计原理，

认知心理学和视觉习惯基础理论，具体分析以上要素在网页游戏界面 设计中的作用。根据网页游戏的目标用户的心理特征模型和网页游戏 的网络特征模型对游戏界面设计原则进行了深入研究。根据人机界面 设计基本原理，即符合用户需要的“简单、自然、友好、一致” 界 面设计基本原则的基础上，结合网页界面设计的原则和游戏界面设计 原则三方面综合分析得出网页游戏界面设计的原则。分析了每一种游 戏的特殊性，阐述了现在主要的6种游戏类型的特点,提出了基于游 戏不同类型的界面设计原则。

根据所要达到的可用性目标和用户体验目标，得出了用户参与的

迭代式的界面设计方法。该方法的主要特征为：用户参与性设计与迭 代设计。即在整个界