为什么水在金属表面的吸附构型是倾斜的_水在铜_铝表面吸附的量子化学计算
九年级化学上册 第四单元：《自然界中的水》知识点
九年级化学上册第四单元：《自然界中的水》知识点九年级化学上册第四单元：《自然界中的水》知识点九年级化学上册第四单元：《自然界中的水》知识点[知识结构]化定义学书写化式意义学式化数值和合表示方法化价常见元素及原子团化合价合规律价应用化学化学式量（相对分子质量）式的元素的质量比计算元素的质量分数化合物中某元素的质量[知识梳理]一、水的净化（一）水的净化方法1、沉降：原理：重力作用，除去水中颗粒较大的不溶性杂质；促进方法：明矾（作用：促进水中悬浮杂质的沉降）2、过滤原理：分离颗粒大小不同的混合物，除去水中颗粒较小不溶性杂质；仪器：漏斗、玻璃棒（作用引流）、烧杯、带铁圈铁架台；步骤：一贴；二低；三靠；一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁，否则过滤很慢；二低:滤纸边缘要低于漏斗边缘，滤液边缘要低于滤纸边，防止液体从缝隙流下，过滤失败；三靠：烧杯口要紧靠玻璃棒；玻璃棒要轻靠3层滤纸；漏斗下端要紧靠烧杯内壁（防止滤液溅出）；分析①过滤仍浑浊原因：滤纸破损；液面高于滤纸边缘；仪器不净。
②过滤速度慢原因：滤纸没有紧贴漏斗内壁。
3、吸附：原理：活性炭：表面疏松多孔，表面积大；除去水中的颜色或气味的物质。
4、蒸馏原理：各成分的沸点不同；除去水中可溶性杂质，净化程度最高---得到的是蒸馏水。
5、消毒杀菌：用液氯，此过程是个化学变化。
（二）、自来水和软硬水。
1、自来水生产过程：天然水沉降过滤灭菌输送加明矾用液氯（是化学变化）作用：促进水中悬浮杂质的沉降2、硬水和软水（1）定义：硬水：含有较多可溶性钙、镁矿物的水；软水：不含或含较少可溶性钙、镁矿物质的水（2）区别方法：加入肥皂水搅拌，产生泡沫多的为软水，反之为硬水。
（3）转化方法：加热煮沸（日常生活）、蒸馏（实验室、工业）等。
（4）硬水的危害：用硬水洗涤衣物既浪费肥皂，又不易洗净，时间长还会使衣物变硬。
锅炉长期用硬水，易形成水垢，不仅浪费燃料，严重者可引起爆炸。
长期饮用硬水有害身体健康。
第七章 表面现象习题
第七章表面现象习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。
√ × 1．垂直插入水槽中一支干净的玻璃毛细管，当在管中上升平衡液面处加热时，水柱会上升。
√ × 2．水在干净的玻璃毛细管中呈凹液面，因附加压力p < 0，所以表面张力< 0 。
√ × 3．通常物理吸附的速率较小，而化学吸附的速率较大。
√ × 4．兰缪尔定温吸附理论只适用于单分子层吸附。
二、选择题选择正确答案的编号:1．附加压力产生的原因是:（A）由于存在表面；（B）由于在表面上存在表面张力；（C）由于表面张力的存在，在弯曲表面两边压力不同（D）难于确定。
2．在水平放置的玻璃毛细管中注入少许水（水润湿玻璃），在毛细管中水平水柱的两端呈凹液面，当在右端水凹面处加热，毛细管中的水向何端移动:（A）向左移动；（B）向右移动；（C）不动；3．今有一球形肥皂泡，半径为r，肥皂水溶液的表面张力为，则肥皂泡内附加压力是:（A）；（B）；（C）。
（D）以上答案均不正确4．接触角是指：（A）ｇ／ｌ界面经过液体至ｌ／ｓ界面间的夹角；（B）ｌ／ｇ界面经过气相至ｇ／ｓ界面间的夹角；（C）ｇ／ｓ界面经过固相至ｓ／ｌ界面间的夹角；（D）ｌ／ｇ界面经过气相和固相至ｓ／ｌ界面间的夹角；5．高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数:（A）降低；（B）增加；（C）不改变（Ｄ）以上答案均不正确6．高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数:（A）降低；（B）增加；（C）不改变（Ｄ）以上答案均不正确7.兰谬尔吸附定温式适用于：(A)化学吸附；(B)物理吸附；(C)单分子吸附；(D)多分子吸附(E)以上答案均不正确8将待测乳浊液中加入高锰酸钾，振荡均匀后取一滴于显微镜下观察，若判定结果为“O/W”型，则显微镜视野中必须有如下现象，即（B ）（A）不连续的亮点被成片红色所包围，分散相为“W”，分散介质为“O”（B）不连续的亮点被成片红色所包围，分散相为“O”，分散介质为“W”（C）不连续的红斑点被成片清亮液包围，分散相为“W”，分散介质为“O”（D）不连续的红斑点被成片清亮液包围，分散相为“O”，分散介质为“W”9比表面能是( C )（A）单位体积物质的表面能（B）一摩尔物质的表面能（C）单位面积的表面能(D) 表面张力10恒温恒压条件下的润湿过程是：( A )（A）表面Gibbs自由能降低的过程（B）表面Gibbs自由能增加的过程（C）表面Gibbs自由能不变的过程（D）表面积缩小的过程11. 丁达尔效应是由于下列哪种原因造成的（）A．光的反射B．光的散射C．光的折射D．光的透射12. 气体在固体表面的物理吸附是指（）（A）气体分子存在于固体表面,且渗透到固体表面以下（B）气体分子与固体表面分子之间在范德华力作用下在固体表面上的吸附（C）气体分子与固体表面分子之间为化学健力作用（D）气体分子与固体表面的化学反应三、填空题在以下各小题中的1．定温下溶液的表面张力随浓度增大而减小，则单位表面吸附量 。
外电场对水在CaO(100)表面吸附的第一性原理计算
４４ ＮＡＩＨＵＯＣＡＩＬＩＡＯ／耐火材料２０２１／１ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｈｃｌ．ｃｏｍ．ｃｎ外电场对水在ＣａＯ（１００）表面吸附的第一性原理计算闪静 １） 王军凯１） 黄珍霞２） 戴新宇１） 胡前库１） 周爱国１）１）河南理工大学材料科学与工程学院 河南焦作４５４００３２）河南理工大学化学化工学院 河南焦作４５４００３摘 要：镁钙系耐火材料是冶炼洁净钢的理想耐火材料，然而其中的游离氧化钙易水化，限制了其广泛的应用。
在本工作中，采用第一性原理计算的方法研究了Ｈ２Ｏ分子在ＣａＯ（１００）表面的吸附行为。
在此基础上又研究了外加电场对Ｈ２Ｏ分子在ＣａＯ（１００）表面吸附行为的影响。
结果表明：Ｈ２Ｏ分子最容易以垂直向上取向和垂直向下取向吸附于ＣａＯ（１００）表面的桥位。
在外加负电场的作用下，Ｈ２Ｏ分子与ＣａＯ（１００）表面之间的距离和吸附能均随电场强度的增强而增大。
同时Ｈ２Ｏ分子的键角不断减小，逐渐趋向于单独水分子。
电荷转移结果表明，随着负电场强度的增加，Ｃａ原子向Ｏ原子转移的电子越来越少，这再次表明Ｈ２Ｏ分子与ＣａＯ（１００）面的相互作用不断减弱。
在外加正电场的作用下，随着电场强度的逐渐增强，Ｈ２Ｏ分子和ＣａＯ（１００）面间的距离变化不大，但吸附能逐渐由负值变为正值。
外加电场可以抑制Ｈ２Ｏ分子在ＣａＯ表面的吸附，为镁钙系耐火材料防水化提供了一种新方法。
关键词：镁钙系耐火材料；防水化；外电场；第一性原理计算；吸附中图分类号：ＴＱ１７５．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－１９３５（２０２１）０１－００４４－０７ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－１９３５．２０２１．０１．０１０ 镁钙系耐火材料具有耐高温、抗渣性好、抗热震性优良等优点，广泛应用于连铸中间包、炉外精炼钢包、电炉、转炉内衬及大型干法水泥窑烧成带等［１－４］。
但是镁钙系耐火材料也存在巨大的缺点，即其中的游离氧化钙极易水化，导致耐火材料损毁。
表面与界面知识点总结 -回复
表面与界面知识点总结 -回复
以下是表面与界面的知识点总结：
1. 表面：物质外部与空气、液体、固体等相接触的部分。
通常有分子层之称。
2. 界面：两种不同状态的物质相接触的部分，如气液界面、固液界面等。
3. 表面张力：液体表面对外界的张力。
液体分子内部相互吸引，表面上的液体分子则受到邻居分子的吸引力只能向内收缩，形成一个比内部压力高的膜状物。
例如水滴在菜叶表面停留就是因为水滴表面的张力与菜叶表面的张力相等而凝聚在菜叶上。
4. 比表面积：单位质量内所含有的分子数和面积，即面密度。
比表面积可以反映物质粒子间的作用力。
5. 吸附：物质表面吸附分子或离子的现象。
吸附可分为化学吸附和物理吸附，化学吸附是指吸附过程中发生化学反应，物理吸附是指吸附过程中没有化学反应。
6. 原子层沉积(ALD)：是指以原子为单位，将一种气态化合物分子逐层沉积在衬底表面的过程。
这种技术可以制备高质量、均匀、复杂的薄膜，并广泛应用于微电子、光电、生物等领域。
总之，了解表面和界面的知识对于化学、材料学等领域非常重要，能够帮助我们更加深入理解物质的性质、结构和相互作用关系。
元素迁移的一般规律综述
随电解质浓度的增高将降低气体在水溶液中的溶解度。此外，与 水分子能形成水化物及发生电离现象的气体分子，水中溶解气体 的实际浓度，还受气体分子间及气体分子与溶液离子间化学反应 的控制。
第三章 元素迁移的一般规律
异核多原子分子气体（如，SO2、H2S、NH3）在水中的溶解度相 对较高。这是因为这类分子的键中有离子键成分，在水中能发生解 离，而与水分子形成水合离子，而且许多气体分子本身又是偶极分 子，这样溶于水时与水分子能发生较大的放热反应。
HF及HCl的气体分子都是极性分子，键中离子键成分高，电负性差 值为1.9及0.9，化合价又都是一价，因而它们在水中解离度较高， 从而导致在常温常压下，HF的溶解度为35.3％，HCl为42％。所 以水溶液中可有大量的Cl－和F－离子存在，尤其是Cl－ 在地表水及 矿物的气液包裹体中含量都很高。规律
离子电位图解
第三章 元素迁移的一般规律
2. 水溶液中离子浓度的控制因素
对于电负性很大的金属元素，例如Cu、Ag、Hg等， 由于它们形成的化合物中共价键成分高，不易电离，因 此，呈自由离子状态的数量常常很少，而主要以各种配 离子存在。
第三章 元素迁移的一般规律
溶度积的控制作用
Ca2+＋2F－→CaF2 其溶度积即摩尔浓度的乘积为10－9.8（常温 常压下），所以Ca2+和F－的浓度是相互制约的：(Ca2+)(F－)2=10 －9.8 。
假定Ca2+在水中的离子浓度为10－2 mol/L，则F－的含量不能超 过10－3.9，即水中F－含量约等于0.0001 mol/L（相当于1.9 ppm）。
铝合金表面构建超疏水性的化学改性机理
各种试样（ 包括刻蚀后铝合金基片、不同蒸镀 改性工艺处理后样品和一步法制备的样品） 表面形 貌采用 Sirion 场发射扫描电镜（ SEM ） 进行分析．
第 41 卷第 5 期 2011 年 9 月
东南大学学报（ 自然科学版）
JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY （ Natural Science Edition）
doi： 10． 3969 / j． issn． 1001 － 0505． 2011． 05． 027
Vol． 41 No． 5 Sept． 2011
Mechanism of chemical modification for fabricating superhydrophobic aluminum alloy
Wu Jie Yu Xinquan Zhang Youfa Zhou Quanhui
（ School of Materials Science and Engineering，Southeast University，Nanjing 211189，China） （ Jiangsu Key Laboratory of Advanced Metallic Materials，Southeast University，Nanjing 211189，China）
103969issn10010505201105027超疏水金属表面具有耐腐蚀自清洁抗结冰防生物附着等特性对金属在海水环境酸性条件低温和人体植入等领域的应用具有重要意义基于荷叶效应的基本原理超疏水金属表面的制备方法主要有2构建粗糙结构和表面改性分开进行的两步法粗糙化和化学改性同时进行的一步法对于粗糙结构的制备有湿化学刻蚀法表面氧化法直接成膜法和电化学沉积法运用这些方法已在不锈钢铜铝锌和钛等多种金属表面获得了超疏水性表面改性剂一般选用表面能较低的聚合物如氟碳树脂聚四氟乙烯有机硅树脂聚二甲基硅氧烷氟硅树脂氟硅烷和长链聚合物硬脂酸等与其他制备方法相比湿化学刻蚀法简便快捷成本较低
材料表界面 作业答案
材料表界面 作业第一章：序言1. 何谓表界面？为什么说表界面不是几何学上的平面？P1 （1）表界面是由一个相过渡到另一个相的过渡区域，由物质的具体聚集态表界面可以分为：表面（固—气、液—气）；界面（固—液、液—液、固—固）（2）表界面是相与相之间的过渡区域，其结构、能量、组成等都呈现出连续性变化，是一个结构复杂，厚度约为几个分子维度的准三维区域，因此，表界面并不是几何学上的平面。
第二章：液体表面2. 试述表面张力（表面能）产生的原因。
P12 原因为液体表面层的分子所受的力不均匀而产生的。
液体表面层即气液界面中的分子受到指向液体内部的液体分子的吸引力，也受到指向气相的气体分子的吸引力，由于气相吸引力太小，这样，气液界面的分子净受到指向液体内部并垂直于表面的引力作用，即为表面张力。
这里的分子间作用力为范德华力。
3. 在20℃及常压条件下，将半径为1.00cm 的水滴分散成半径为1.00μm(10-6m)的雾沫,需要做多少功?在20℃及1.01*105Pa 条件下，将半径为r1=1.00mm 的水滴分散成半径为r2=10-3mm 的雾沫,需要做多少功?解：3912()10rN r ==96232'0.0728*4*3.14*[10*(10)(10)]0.000913r W J --=--=-4.弯曲面的附加压力ΔP 与液体表面张力和曲率半径之间存在怎样的关系？若弯曲面为球面，平面又怎样？答：（1）关系为：Laplace 方程： （2）球面：2/ (2-15)p r σ∆=12(1/1/) (2-18)p r r σ∆=+（3）平面： r1=r2=∞,即跨越平面没有压差。
5. 毛细管法测定液体表面张力的原理是什么？为什么要对毛细管法进行修正？ 答：原理：液体在毛细管中易产生毛细现象。
由Laplace 方程推广到一般情况:其中△ρ为气液两相密度之差, θ为液体与管壁之间的接触角，r 为毛细管的半径，由上式，从毛细管上升或下降高度h 可以求出表面张力σ，即：(2)修正的原因：①把凹凸月面当作球面近似处理。
溶液的表面张力与表面吸附ppt课件
吸附等温线，也称Γ2~c2曲线，或者Γ~c曲线； Γ，吸附量 c， 溶质的平衡浓度 可由希斯科夫斯基公式导出
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2.4 表面活性物质 在溶液表面上定向
排列
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同系物的各不同化合物， 例如具有不同长度的直 链脂肪酸，其饱和吸附 量大致是相同的。
由此可以推想，在达到饱和吸附时，这些表面活性 物质分子在溶液的表面上，定向而整齐地排列，极 性基伸入水相，非极性基向着空气。
其他因素相同时，非离子型的表面活性剂的饱和吸附量 大于离子型的。这是因为吸附在表面上的表面活性离子 带相同电荷，彼此存在电斥力，使其吸附层较为疏松。
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加入无机盐可明显增加离子型表面活性剂的吸附量，这 是因为更多的反离子进入吸附层，削弱了表面活性离子 间的电斥力，使其排列更紧密。对非离子型表面活性剂， 加入无机盐时对吸附量没多大影响。
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2.5 饱和吸附量
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表面活性剂的饱和吸附量反映其表面吸附的能力。 从饱和吸附量数据可得出下列经验规律。
表面活性剂分子截面积小的饱和吸附量较大。表面活性 剂分子截面积有的取决于亲水基，有的取决于疏水基。 不过，大多是水合亲水基的截面积起决定作用。
疏水基大小起决定作用的情况往往是疏水基具有支链。 显然，亲水基相同时，疏水基带支链的表面活性剂，其 饱和吸附量一般小于直链的。此外，碳氧链为疏水基的 表面活性剂饱和吸附量常小于相应的碳氢链的。
也就是说，同系物中每增加一个-CH2-基团， 表面张力减小值比原来大3倍，或者说表面活 性比原来大3倍。
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2.1.3表面活性物质与表面活性剂
常将能使水的表面张力降低的物质称为表面 活性物质；
H2O和CH4在煤表面竞争吸附机理
第 ６ 期
林柏泉等：Ｈ２Ｏ和 ＣＨ４在煤表面竞争吸附机理
现有资料表明，成煤过程中，煤本身就含有约 ５％ ～１６％的水分，水分的存在会对瓦斯的赋存和 运移产生较大的影响［７］。冯增朝等认为水分和甲 烷同时存在时，水分先于甲烷吸附于煤表面，煤表 面吸附位 减 小，引 起 甲 烷 吸 附 量 减 少［８］。 李 晓 华 等分析了含水量为 ０％ ～１５％的新景矿 ３号煤瓦 斯解吸速 率，认 为 煤 样 水 分 含 量 与 瓦 斯 解 吸 速 率 成负相关，但有临界值［９］。Ｓｔｕａｒｔ等选用澳大利亚 和中国的煤样通过实验发现水分对高阶煤的影响 程度低于低 阶 煤，含 水 量 增 加，吸 附 热 降 低，水 的 存在影响煤对甲烷的吸附量［１０］。随着量子化学理 论和相关 分 子 模 拟 软 件 的 成 熟，利 用 密 度 泛 函 理 论（ＤＦＴ）研究小分子在煤表面上的作用机理越来 越多。相建华等 利 用 蒙 特 卡 洛 （ＧＣＭＣ）和 分 子 动 力学（ＭＤ）模拟研究了兖州煤模型与 ＣＨ４，ＣＯ２，Ｈ２ Ｏ之间的 相 互 作 用，并 利 用 等 量 吸 附 热 及 能 量 变 化数据揭示了 ３种气体的不同吸附机理［１１］。夏阳 超等运用密度泛函理论研究了褐煤表面含氧官能 团对水分 子 的 吸 附 机 理，得 出 在 不 同 含 氧 官 能 团 吸附位点有不同的吸附能［１２］。张俊芳等通过分子 模拟研究了干燥煤与湿煤在不同温度下的吸附等 温线与等量吸附热［１３］。王宝俊等选用不同成熟度 的 ５种煤表面结构模型，从分子水平描述了 ＣＯ， Ｏ２，Ｈ２Ｏ（ｇ），ＣＯ２，ＣＨ４和 Ｈ２等 ６种气体在煤表面 的吸附作用，得到了气体吸附作用强弱次序为：ＣＯ 和 Ｏ２最 强，Ｈ２Ｏ和 ＣＯ２次 之，ＣＨ４和 Ｈ２最 弱［１４］。
腐蚀是指金属材料或制件在周围环境介质的作用下
腐蚀是指金属材料或制件在周围环境介质的作用下，逐渐产生的损坏或变质的现象。
通常认为：金属在环境中，由于他们之间所产生的化学、电化学反应及物理溶解作用而引起损坏或变质。
或者说，金属腐蚀是金属在环境中，在金属表面或截面上进行的化学或电化学多相反应，结果使金属转入了氧化（离子）状态。
热力学研究揭示出大多数金属都具有与周围环境发生作用而转入氧化离子状态的倾向，即金属腐蚀是一种自发的趋向，不可避免。
由于金属腐蚀给国民经济的发展带来的经济损失约占当年国民经济生产总值的1.5%~4.2%左右，金属腐蚀问题遍及国民经济的各个领域，从日常生活到工农业生产，从尖端科学技术到国防工业的发展，凡是使用金属材料的地方，都不同程度的存在着腐蚀问题。
它给人们带来了巨大的经济损失，造成了灾难性的事故，耗竭了宝贵的能源与资源。
为将腐蚀造成的损失减低到最低限度，腐蚀研究者创造和发展了很多的防腐蚀措施，而缓蚀剂应用则是其中应用较广，效果比较显著的手段之一。
美国试验与材料协会（ASTM）将缓蚀剂定义为“以适当的浓度和形式存在于介质中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物”。
这一定义具有严格的科学性。
1860年英国公布的酸洗铁板用缓蚀剂这一世界上第一个缓蚀剂专利，从此，宣告了人们研究、应用缓蚀剂时代的开始。
此后的百多年间，缓蚀剂的研究一直相当活跃，成果显著，每年都有大量的专利和产品问世，现在人们已从天然物质转向合成性能优越的化合物来适应不同层次、不同方面的需求，同时也将蚀剂从实际应用上升到理论研究的高度，使缓蚀剂理论得到迅速发展和完善，反过来指导缓蚀剂的研制和应用。
缓蚀剂的作用机理缓蚀机理概述对缓蚀剂作用机理的研究可以追溯到20 世纪初，而近三十年代来，这方面的研究更是引起了广大腐蚀科学工作者的重视。
1927年Fischer对抑制腐蚀电极反应的不同方式作了仔细的分析后，提出了界面抑制机理，电解液抑制机理，膜抑制机理及钝化机理。
Lorenz和ansfeld也明确提出用界面抑制和相界面抑制来表达两种不同的电极反应阻滞机理。
《水的吸附法》PPT课件
（三）操作条件
1 废水的pH值: 溶液的pH值影响到溶质的存在状态（分子、离子、络合
物），也影响到吸附剂表面的电荷特性和化学特性，进而影 响到吸附效果. 2 温度: 吸附是放热过程，低温有利于吸附，升温有利于脱附.
3 共存物质:对于物理吸附，共存多种物质时的吸附比单一物 质时的吸附要差。 4 接触时间:应保证吸附达到平衡时的时间，而该时间的大小 取决于吸附速度V，V大则所需时间短。
衡量 指标
吸附能力 吸附速度
固体吸附剂用吸附量衡量 单位质量吸附剂在单位 时间内所吸附的物质量
吸附过程一般分为3个阶段： 颗粒外部 扩散阶段 吸附 阶段 吸附质从溶液中扩散到吸附 剂表面
孔隙扩散 阶段
吸附反应 阶段
吸附质在吸附剂孔隙中继续 向吸附点扩散
吸附质被吸附在吸附剂孔隙 内的吸附点表面
吸附反应阶段非常快，V主要取决于第I、II阶段速度
expKN 0 h / V >>1，上式等号右边括号内的1可忽 略不计，则工作时间t：
N0 1 t h lnC 0 / C e 1 C 0V C0 K
临界高度ho：当t=0时，保证出水吸附质浓度C不超 过Ca（穿透浓度）时的吸附剂层的理论高度
V h0 ln C 0 / C e 1 KN 0
从底部排出的吸附剂都是接近饱和的，从而充分利 用了吸附剂的吸附容量。
溢流管 进料斗 通气阀 直流式 衬胶阀 出水
滤头α =60°
活性炭
溢流水
进 水 α =60° 截止阀 直流式 衬胶阀 压力水 水射器
冲洗水
图 10-3
移动床吸附塔构造示意图
4 吸附塔的设计
博哈特——亚当斯计算法 1.博哈特——亚当斯方程式
第59章思考题答案
第59章思考题答案第五章思考题1.在电极界面附近的液层中，是否总是存在着三种传质方式？为什么？每一种传质方式的传质速度如何表示？答：电极界面附近的液层通常是指扩散层，可以同时存在着三种传质方式（电迁移、对流和扩散），但当溶液中含有大量局外电解质时，反应离子的迁移数很小，电迁移传质作用可以忽略不计，而且根据流体力学，电极界面附近液层的对流速度非常小，因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散。
三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度J来表示。
2.在什么条件下才能实现稳态扩散过程？实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程有什么区别？答：当电极反应所消耗的反应粒子数和扩散补充来的反应粒子数相等，就可以达到一种动态平衡状态，即扩散速度与电极反应速度相平衡。
这时反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化，而仅仅是距离的函数；扩散层的厚度不再变化；离子的浓度梯度是一个常数，这就是稳态扩散过程。
理想条件下，人为地把扩散区和对流区分开了，因此理想稳态扩散过程中，扩散层有确定的厚度；而实际情况下，扩散区与对流区是相互重叠、没有明显界限的，只能根据一定的理论来近似求得扩散层的厚度。
二者在扩散层内都是以扩散作用为主。
因此二者具有相似的扩散动力学规律，但推导实际情况下的稳态扩散动力学公式需要借用理想稳态扩散的动力学公式。
3.旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极有什么优点？它们在电化学测量中有什么重要用途？答：旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的，因此电极表面各处的电流密度分布均匀。
这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。
它们可以测量并分析极化曲线，研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。
4.试比较扩散层、分散层和边界层的区别。
扩散层中有没有剩余电荷？答：根据扩散传质理论，紧靠电极表面附近，有一薄层，此层内存在反应粒子的浓度梯度，这层叫做扩散层；电极表面的荷电粒子由于热运动而倾向于均匀分布，从而使剩余电荷不可能完全紧贴着电极表面分布，而具有一定的分散性，形成所谓分散层；靠近电极表面附近的液流层叫做边界层，越接近电极表面，其液流流速越小。
第四章 吸附
Gibbs吸附公式的推导
最好选定在此参照面上某一个组分的 表面过剩为零。对于只有两个组分的 体系，组分1代表溶剂，组分2代表溶 质。我们强调的是溶质的界面吸附， 因此选择 Γ1 = 0 处为参照面最合适。 若溶剂浓度C与高度h的关系如图a。 由于分界面选取在A1=A2的地方，因 此这一参照面就决定了溶质的过剩量 Γ2(1) 即图b中的A3，反映了溶质聚集 在相界面上。
化学位与活度a的关系为：
恒温时对上式全微分得： 在浓度不高时，活度a可用浓度C代替。因此
Gibbs吸附公式的推导
这就是通常见到的Gibbs等温吸附方程的近似式。 说明：
①此公式由相平衡推出，因此一切量是平衡量；
②此公式由相平衡推出，对具体相没有限制，因此可 应用于任何界面；
③对于具体何种溶质无溶液表面张力随溶质浓度的变化
4.1.1 溶液表面张力与溶质浓度的关系
第二类与第三类物质，γ均随C增加而减小，因此这 两类物质称为表面活性物质(surface active materials)
（2）γ随C增加而逐渐降低， 如有机醇、有机酸和有机胺等。 （3）少量的加入会使γ急剧下 降，而后几乎表面张力不随其 浓度而变化，我们称这类物质 为表面活性剂 (surfactant)。如 肥皂、洗涤剂等。
根据热力学第一定律，对一可逆过程：
其中δWR是除体积功以外的其他功
Gibbs吸附公式的推导
将式(5) 代入式(4)，得：
在表面化学中，
则可简化为：
Gibbs吸附公式的推导
根据热力学基本公式，对于多组分体系有：
单相：
多相： 比较式(7)和(8)得到： （9） （8）
Gibbs吸附公式的推导
若只存在一相（α或β相，因此不存在界面S）， 即会得到吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem）公式： (10) 此式既可用于α相也可用于β相。代入式(9)得：
金属有机框架材料的水稳定性及吸水应用进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第8期金属有机框架材料的水稳定性及吸水应用进展祖梅1，许海涛1，2，谢炜2，程海峰1（1国防科技大学空天科学学院，新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室，湖南长沙410073；2长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南长沙410114）摘要：水蒸气广泛存在于空气和工业气体中，收集利用或去除水蒸气都需要利用高吸水储水的吸附剂。
金属有机框架材料（metal-organic frameworks ，MOFs ）作为一种具有高孔隙率、高比表面积的新型多孔材料，同时具备网状结构和孔径可控调节的特性，被广泛应用于吸附、分离、催化、过滤等多个领域。
将MOFs 应用于水吸附领域不仅要求MOFs 具备较高的水稳定性，还需要具备亲水和吸附-脱附循环能力。
本文综述了水稳定性MOFs 的基本组成，基于皮尔森软硬酸碱理论的设计原则，水吸附行为的影响因素以及空气集水、气体除湿等应用领域的进展，以饱和吸湿量为参考罗列了13种水吸附MOFs 及其衍生物的物理参数。
最后总结了水吸附MOFs 在合成机理、批量制备和应用领域存在的问题，并对应提出了解决思路，期望为MOFs 在水吸附应用的研究方向提供有价值的参考。
关键词：金属有机框架材料；多孔吸水材料；水稳定性；水吸附机制中图分类号：O611；O647文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）08-4254-14Progress in water stable and water absorption applications ofmetal-organic frameworksZU Mei 1，XU Haitao 1，2，XIE Wei 2，CHENG Haifeng 1(1Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composite Materials ，School of Aerospace Sciences andEngineering ，National University of Defend Technology ，Changsha 410073，Hunan ，China;2College of Automotive andMechanical Engineering,Changsha University of Science and Technology,Changsha 410114,Hunan,China)Abstract:Water vapor is widely present in air and industrial gases and its collection and removal requires the use of adsorbents with high water absorption and storage capacity.Metal-organic frameworks (MOFs),as a new type of porous material with high porosity and high specific surface area,have the characteristics of both mesh structure and controlled pore size adjustment,and are widely studied in various fields such as adsorption,separation,catalysis and filtration.The application of MOFs in water adsorption requires not only high-water stability,but also hydrophilic and adsorption-desorption cycle capabilities.This paper reviewed the basic composition of water-stable MOFs,the design principles based on Pearson ’s soft and hard acid-base theory,the factors influencing the water adsorption behavior and the progress of applications such as air water harvesting and gas dehumidification.The physical parameters of 13water adsorption MOFs and their derivatives with reference to the saturation moisture absorption were listed.Finally,the problems in the synthesis mechanism,batch preparation and综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2040收稿日期：2021-09-28；修改稿日期：2021-11-25。
水分子在al cu团簇吸附性
水分子在al cu团簇吸附性
近年来，研究人员已经越来越关注水分子的吸附性，特别是在Al-Cu团簇系统中。
因为掌控水分子的吸附性，是推动水-空气界面上传输反应的进程。
因此，研究Al-Cu团簇的水分子的吸附性相当重要。
在Al-Cu团簇体系中，水分子的吸附性受到水分子形状的影响，距离和团簇大小等因素的影响。
当电荷截面面积越大，水分子越容易吸附。
在反应发生之前，团簇几何形状和电荷截面面积都能敲定水分子的吸附能力，进而影响水的活性。
此外，吸附的水分子不仅受到团簇几何形状的影响，还受到团簇之间的相互作用的影响。
因为分子交叉端（MTS）的捕获时间比内部水分子少，可以形成有限的效果，主要表现在团簇和能量不断受到影响。
总而言之，水分子在Al-Cu团簇体系中的吸附性受到多种因素的影响。
有效控制这些因子是确定水分子吸附性的关键，它也为活性水的产生和传输反应提供了良好的基础。
表面吸附与润湿
吸附量的表示
吸附量通常有两种表示方法：
(1)单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。
V / m 单位：m3 kg -1
体积要换算成标准状况(STP)
(2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量。
n/m
单位：mol kg -1
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物理吸附
具有如下特点的吸附称为物理吸附： 1.吸附力是由固体和气体分子之间的范德华引力产生
Ramsay和Shields提出的 与T的经验 式较常用:
Vm2/3 =k（Tc-T-6.0）
式中Vm为摩尔体积，k为普适常数，对非极性液体，k =2.2×10-7
J·K-1 。
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压力的影响
压力与表面张力关系的实验研究不易进行，一般说来，压力对表面张力的影 响可以从下面三个方面考虑 a. p增加，两相间密度差减少，γ减小 b. p增加，气体在液体表面上的吸附使表面能降低（吸附放热），因此γ减小 c. p增加，气体在液体中的溶解度增大，表面能降低
生反应的气体分子，如酸位吸附碱性分子，反之亦 然。
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化学吸附
4.吸附很稳定，一旦吸附，就不易解吸。吸附不可逆。 5.吸附是单分子层的。 6.吸附较慢，难平衡。吸附需要活化能，温度升高，吸附和解吸速率加快。 总之：化学吸附相当与吸附剂表面分子与吸附质分子发生了化学反应， 在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸收带。
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吸附热计算
公式的推导与克-克方程的推导十分类似，得到
p T
n
ads H m RT 2 / p
即
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气液界面吸附的表征
• 表面过剩 • 吉布斯（Gibbs）吸附公式
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表面过剩
第二节 吸附平衡
第二节吸附平衡§9.2.1 、概念1、吸附平衡：在一定温度和压力下，当流体(气体或液体)与固体吸附剂经长时间充分接触后，吸附质在流体相和固体相中的浓度达到平衡状态，称为吸附平衡。
2、吸附过程的方向和极限：吸附平衡关系决定了吸附过程的方向和极限，是吸附过程的基本依据。
若流体中吸附质浓度高于平衡浓度，则吸附质将被吸附，若流体中吸附质浓度低于平衡浓度，则吸附质将被解吸，最终达吸附平衡，过程停止。
3、吸附平衡的影响因素：单位质量吸附剂的平衡吸附量受到许多因素的影响，如吸附剂的物理结构(尤其是表面结构)和化学组成，吸附质在流体相中的浓度，操作温度等。
§9.2.2 、吸附等温线1、吸附平衡关系表示方法，通常用等温下单位质量吸附剂的吸附容量(或浓度C)间的关系表示，称为吸附等与；流体相中吸附质的分压温线。
由于吸附剂和吸附质分子间作用力的不同，形成了不同形状的吸附等温线。
对相对压力作图(为该温度下吸附质的饱和蒸汽压)，2、以所得曲线为等温线。
3、Brunsucr等将典型的吸附等温线归纳成五类，如书p347图9—1所示。
其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型对吸附量坐标方向凸出的吸附等温线，称为优惠等温线，它有利于吸附的完全分离，因为当吸附质的分压很低时，吸附剂的吸附量仍保持在较高水平，从而保证痕量吸附质的脱除。
Ⅲ、V型曲线在开始一段曲线向吸附量坐标方向下凹，属非优惠吸附等温线。
4、经验方程：吸附作用是固体表面力作用的结果，但这种表面力的性质至今未被充分了解。
为了说明吸附作用，许多学者提出了多种假设或理论，但只能解释有限的吸附现象，可靠的吸附等温线只能依靠实验测定。
至今，尚未得到一个通用的半经验方程。
下面介绍几种常用的经验方程。
⑴、Langmuir方程a）、朗格缪尔吸附模型假定条件为：①、吸附是单分子层的，即一个吸附位置只吸附一个分子；②、被吸附分子之间没有相互作用力；③、吸附剂表面是均匀的。
上述假定条件下的吸附称为理想吸附。
金属与液体的界面定义
金属与液体的界面定义
金属与液体的界面定义
通常液体出于表面后分子受到内部分子的吸引，它们都趋向于挤人液体内部，以使液体表面层尽量缩小，结果在表面的切线方向上使有一种缩小表面积的作用力。
液体表面的这种作用力称做表面张力。
浸润足液体与团体接触时的界面现象。
凡是液、固相接触时，能使液、固接触面扩大而相互附着的现象称浸润。
一般极件固体易被极件液体所润湿。
利用表面活性别在固体表向上的吸附或生成太面化合物，可以改变固体友向的润湿性。
固体志向对液体分子同样12吸附作用，这种吸附包括对电解质的吸附和对非电解质的吸附。
偏析是指固—液、固—固界向上液相或固溶体中原子(分于)在界面J：富菜，即液相或因溶休中溶质原子公界面厂的浓度人丁基相。
对电解质的吸附将使固体表面带电或者双电层巾的组分发生变化，也qf 能是溶液中的某些离子被吸附到固体表面，而固体表面的离子则进入溶液之巾，产生离子交换作用。
对非电解质溶液的吸附，一般表面为单分子层吸附，吸附层以外就是本体相溶液。
溶液吸附的吸附热很小，差木多相当于溶解热。
固体与液体相接触时，两者之间将产生电位羌，固体表面借一种电荷，与固体相接触的液体带相反符号的电荷。
固体表面上的电荷来源可能有以下三种途径：电离、吸附和摩擦接触。
固体友向对溶液中离子的吸附是有选择性的，团体表面。