平衡时溶液的表面吸附

doi:10.3866/PKU.WHXB201506191

物理化学学报 >> 2015, Vol. 31 >> Issue (8): 1499-1503.doi: 10.3866/PKU.WHXB201506191

平衡时溶液的表面吸附

陈飞武*(),卢天,武钊

¹ 北京科技大学化学与生物工程学院化学与化学工程系,北京100083
² 功能分子与晶态材料科学与应用北京市重点实验室,北京100083

收稿日期:2015-03-04 发布日期:2015-08-12
通讯作者: 陈飞武 E-mail:chenfeiwu@ustb.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(21173020);国家自然科学基金(21473008)

Surface Absorption of a Solution at Equilibrium

Fei-Wu. CHEN*(),Tian. LU,Zhao. WU

¹ Department of Chemistry and Chemical Engineering, School of Chemistry and Biological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, P. R. China
² Beijing Key Laboratory for Science and Application of Functional Molecular and Crystalline Materials, Beijing 100083, P. R. China

Received:2015-03-04 Published:2015-08-12
Contact: Fei-Wu. CHEN E-mail:chenfeiwu@ustb.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21173020);the National Natural Science Foundation of China(21473008)

摘要/Abstract

摘要：

溶液的表面吸附仍是表面热力学当中的一个具有挑战性的问题.在本文中我们定义了一个新的热力学态函数,表面吸附的平衡条件是这个态函数的微分为零.基于这个条件,我们推导了描述平衡时表面吸附的新方程.在推导过程中没有采用假想分界面.新的表面吸附方程和Gibbs表面吸附方程完全不一样.还通过分子动力学方法模拟了氯化钠溶液,模拟结果和我们的理论预测符合较好.

关键词: 表面吸附, 平衡条件, 吉布斯吸附方程, 热力学态函数, 溶液

Abstract:

Surface adsorption of a solution is still a challenging problem in the thermodynamics of surfaces. In this work, a new thermodynamic state function is defined. The equilibrium condition of surface adsorption is that the differential of this state function is equal to zero. Based on this condition, we derived a new equation to describe surface adsorption at equilibrium. No hypothetical dividing surface is needed in this derivation. The new equation is quite different from the Gibbs adsorption equation. We also performed molecular dynamic simulations of aqueous sodium chloride solutions. The simulated results are in good agreement with our theoretical predictions.

Key words: Surface absorption, Equilibrium condition, Gibbs absorption equation, Thermodynamic state function, Solution

陈飞武,卢天,武钊. 平衡时溶液的表面吸附[J]. 物理化学学报, 2015, 31(8), 1499-1503. doi: 10.3866/PKU.WHXB201506191

Fei-Wu. CHEN,Tian. LU,Zhao. WU. Surface Absorption of a Solution at Equilibrium[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2015, 31(8), 1499-1503. doi: 10.3866/PKU.WHXB201506191

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201506191

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2015/V31/I8/1499

参考文献

1	Cheng X. H. ; Zhao O. D. ; Zhao H. N. ; Huang J. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 917.
1	程新皓; 赵欧狄; 赵海娜; 黄建滨.. 物理化学学报, 2014, 30, 917.
2	Hu S. Q. ; Ji X.J. ; Fan Z. Y. ; Zhang T. T. ; Sun S. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2015, 31, 83.
2	胡松青; 纪贤晶; 范忠钰; 张田田; 孙霜青. 物理化学学报, 2015, 31, 83.
3	Wang K. ; Yu Y. X. ; Gao G. H. J.Chem. Phys. 2008, 128, 185101.
4	Peng, B.; Yu, Y. X. J. Chem. Phys. 2009, 131, 134703. doi: 10.1063/1.3243873
5	Ghosh S. ; Roy A. ; Banik D. ; Kundu N. ; Kuchlyan J. ; Dhir A. ; Sarkar N. Langmuir 2015, 31, 2310.
6	Bera M. K. ; Antonio M. R. Langmuir 2015, 31, 5432.
7	Atkins, P.; de Paula, J. Atkins' Physical Chemistry, 7th Ed.; Oxford University Press: Oxford, 2002.
8	Menger, F. M.; Shi, L.; Rizvi, S. A. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10380. doi: 10.1021/ja9044289
9	Menger F. M. ; Shi L. ; Rizvi S. A. A. Langmuir 2010, 26, 1588.
10	Menger F. M. ; Rizvi S. A. A. Langmuir 2011, 27, 13975.
11	Laven J. ; de With G. Langmuir 2011, 27, 7958.
12	Menger F. M. ; Rizvi S. A. A. ; Shi L. Langmuir 2011, 27, 7963.
13	Li P. X. ; Li Z. X. ; Shen H. H. ; Thomas R. K. ; Penfold J. ; Lu J. R. Langmuir 2013, 29, 9324.
14	Nath S. J.Colloid Interface Sci. 1999, 209, 116.
15	Li Z. B. ; Li Y. G. ; Lu J. F. Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38, 1133.
16	Yu Y. X. ; Gao G. H. ; Li Y. G. Fluid Phase Equilibr. 2000, 173, 23.
17	Gromacs Program, Version 4.6.5. http://www.gromacs.org (accessed on Sep 14, 2014).
18	Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435. doi: 10.1021/ct700301q
19	Hoover W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695.
20	Nosé S. Mol. Phys. 1984, 52, 255.
21	Weerasinghe S. ; Smith P. E. J.Chem. Phys. 2003, 119, 11342.
22	Ploetz E. A. ; Bentenitis N. ; Smith P. E. Fluid Phase Equilib. 2010, 290, 43.
23	Berendsen H. J. C. ; Grigera J. R. ; Straatsma T. P. J.Phys. Chem. 1987, 91, 6269.
24	Miyamoto, S.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1992, 13, 952.
25	Darden T. ; York D. ; Pedersen L. J.Chem. Phys. 1993, 98, 10089.
26	Chen F. ; Smith P. E. J.Phys. Chem. B 2008, 112, 8975.
27	Jarvis N. L. ; Scheiman M. A. J.Phys. Chem. 1968, 72, 74.
28	Weissenborn P. K. ; Pugh R. J. Langmuir 1996, 11, 1422.

[1]	王晓愚, 程阳, 薛国栋, 周子琦, 赵孟泽, 马超杰, 谢瑾, 姚光杰, 洪浩, 周旭, 刘开辉, 刘忠范. 基于硒化镓纳米片填充的空芯光纤超高二次谐波增强[J]. 物理化学学报, 2023, 39(7): 2212028 -0 .
[2]	陈帅, 秦江雷, 杜建忠. 可交联且可生物降解的高分子膜[J]. 物理化学学报, 2022, 38(8): 2006029 - .
[3]	蔡明俐, 姚柳, 靳俊, 温兆银. 水溶液法原位构建ZnO亲锂层稳定锂-石榴石电解质界面[J]. 物理化学学报, 2021, 37(1): 2009006 - .
[4]	潘明光,赵永升,曾小勤,邹建新. 偶氮苯基型离子液体溶液对空气中湿度的变色响应[J]. 物理化学学报, 2019, 35(6): 624 -629 .
[5]	周劲媛,张锦,刘忠范. 石墨双炔的合成方法[J]. 物理化学学报, 2018, 34(9): 977 -991 .
[6]	周永全,曾我良枝,山口敏男,房艳,房春晖. RbCl和CsCl水溶液结构的X射线散射及经验势结构精修模拟[J]. 物理化学学报, 2018, 34(5): 483 -491 .
[7]	董丹,闵志远,刘俊,何谷峰. 紫外臭氧处理增强溶液法MoO₃薄膜的空穴注入能力[J]. 物理化学学报, 2018, 34(11): 1286 -1292 .
[8]	何畅,侯剑辉. 基于非富勒烯受体的溶液加工型全小分子太阳能电池研究进展[J]. 物理化学学报, 2018, 34(11): 1202 -1210 .
[9]	张婷,沈杰. 含酯基Gemini表面活性剂在有机醇-水体系中的胶束热力学及聚集行为[J]. 物理化学学报, 2017, 33(4): 795 -802 .
[10]	佟静,刘璐,张朵,郑煦,陈霞,杨家振. [C₂mim][Ala]丙氨酸离子液体水溶液粘滞流动的活化参数[J]. 物理化学学报, 2017, 33(3): 513 -519 .
[11]	易庆华,赵杰,娄艳辉,邹贵付,刘忠范. 聚合物辅助设计生长高质量多功能薄膜[J]. 物理化学学报, 2017, 33(2): 314 -328 .
[12]	陈昊,杨涛,李杰伟,张新稳,钱妍,解令海,黄维. 可溶液加工的蒽醌/芴类双极性荧光材料的合成及其光电性质[J]. 物理化学学报, 2016, 32(9): 2346 -2354 .
[13]	李奎,赵耀林,邓佳,贺朝会,丁书江,石伟群. 放射性碘分子在Cu₂O表面的吸附:第一性原理密度泛函研究[J]. 物理化学学报, 2016, 32(9): 2264 -2270 .
[14]	邢垒,焦丽颖. 二硫化钼二维原子晶体化学掺杂研究进展[J]. 物理化学学报, 2016, 32(9): 2133 -2145 .
[15]	袁俊生,刘子禹,李非,李申予. 利用X射线衍射和拉曼光谱法对KCl和NaCl混合溶液微观结构的研究[J]. 物理化学学报, 2016, 32(5): 1143 -1150 .

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Surface Absorption of a Solution at Equilibrium

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