液体表面-北京大学化学与分子工程学院.pdf

表面活性剂 物理化学 主讲教师：阎云 yunyan@ /Hua ngjb 010 前言 一、表面活性剂(Surfactant) 定义：surface active agent 的缩合 Tenside (欧洲，尤其是德国） 特性：活跃于表（界）面； 改变表（界）面能量。 水的皮肤 前言 一、表面活性剂(Surfactant) 结构：亲水-亲油基团 脂肪链 “精神分裂” 极性头 功能：调控界面能量 “和平大使” 应用： “工业味精” 矿物浮选、石油开采、食品加工、制药、 纺织、造纸、日用化工、皮革、印刷…… 历史悠久： 人类很早就开始运用表面活性剂 4000年前古巴比伦楔形文字:黑膜 亚述人：黑膜占卜 中国古代的墨汁：使墨之稳定 中国史前的陶器制造：使颜料稳定 公元一世纪皂角： 天然表面活性剂的应用--肥皂 新的生机：在现代科技中具有重要作用  纳米科学之生命源泉  材料科学之灵丹妙药  生命科学之功能基石 二、表面活性剂科学 表面活性剂合成化学：拓展不同结构的表面 活性剂：普通型，bola型，Gemini型；单链， 双（多）链型 表面活性剂物理化学：研究性能、作用规律 和原理—起始于溶液表面张力的研究 三、课程的构成 表面化学基础 重要的概念和热力学基础 表面活性剂与分子自组装结构  多界面/多层次的实际应用 教材： 《表面活性剂作用原理》 赵国玺、朱步瑶著，中国轻工业出版社，2003年1月; 参考书： 1．朱步瑶，赵振国 《界面化学基础》化学工业出版社； 2. 赵国玺 《表面活性剂的物理化学》北京大学出版社； 3．M. J. Rosen “Surfactant and Interface Phenomena”; 对于研究生的要求 1. 理解表面活性剂在表界面的作用 原理 2. 掌握表面活性剂的自组装原理 3. 掌握排列参数理论，能够预测分 子自组装结构的变化 4. 了解表面活性剂自组装结构的表 征方法 5. 了解表面活性剂在工业上的若干 重要应用 第一章 液体表面 1.1 表面张力与表面自由能 液体表面具有自动收缩表面的趋势。当无外 力影响时，一滴液体总是自发地趋向于球形。 而体积一定的几何形体中球体的面积最小。故 一定量的液体由其它形状变为球形时总伴随着 面积的缩小。 力学分析： 液膜 A B L w F= 2 γL  其中 γ代表液体的表面张力系数，即垂直通过液 体表面上任一单位长度与液面相切的力。  简称表面张力 （surface tension ）是液体基本物化 性质之一，通常以mN/