界面的存在是產(chǎn)生一切界面現(xiàn)象的根源,因此,正確地認(rèn)識(shí)界面和界面的影響應(yīng)是進(jìn)行界面科學(xué)理論研究的起點(diǎn),其意義深遠(yuǎn)。但是自十九世紀(jì)Gibbs討論分界表面對(duì)非均相物質(zhì)平衡的影響,提出毛細(xì)現(xiàn)象理論以來(lái),對(duì)二相之間界面、界面區(qū)的認(rèn)識(shí),亦就是對(duì)理論討論中如何提出一個(gè)正確認(rèn)識(shí)界面、界面區(qū)的理論模型,應(yīng)該講還存在有不同意見的,我們稱這種理論模型為界面層模型。不同的界面層模型代表著研究者對(duì)界面、界面區(qū)的不同看法,從而應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致得到界面化學(xué)方面不同的理論結(jié)論。為此需要對(duì)現(xiàn)有各類界面層模型作介紹,以了解每種模型的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)。
目前在界面化學(xué)領(lǐng)域?qū)上嚅g界面層結(jié)構(gòu)存在有三種認(rèn)識(shí):其一為Gibbs的分割表面概念;稱其為Gibbs分割表面型界面層模型。其二為Guggenheim的界面過(guò)渡層概念;稱之為Guggenheim過(guò)渡層型界面層模型。其三是我們提出的物理界面界面層模型,這一模型承認(rèn)物理界面及其在界面現(xiàn)象中的作用。這三種界面層結(jié)構(gòu)模型的示意圖見圖1-5-1。
Gibbs分割表面型界面層模型(如圖1-5-1(b)所示)在1878年提出,一直沿用至今。Adamson對(duì)Gibbs分割表面模型的評(píng)論代表了目前界面科學(xué)領(lǐng)域?qū)@一模型的看法。Adamson認(rèn)為“Gibbs的分割表面有點(diǎn)人為的概念”。Gibbs模型在目前還有應(yīng)用,但已逐步讓位于Guggenheim提出的具有一定體積的相間界面過(guò)渡層模型。
Guggenheim過(guò)渡層型界面層模型(如圖1-5-1(c)所示)提出于1933年。某種程度上這一模型是對(duì)Gibbs分割表面型界面層模型的修正。至今仍得到廣泛的應(yīng)用。
我國(guó)張福田于1986年提出物理界面界面層模型(如圖1-5-1(d)所示),2001年向國(guó)外介紹了這一模型。這一模型實(shí)際上是對(duì)Guggenheim過(guò)渡層型界面層模型的修正。在這一模型中正視了物理界面,開始注意界面區(qū)在界面現(xiàn)象中的作用,據(jù)此對(duì)Gibbs模型提出了一些理論概念上和計(jì)算方法上的修正意見。目前這一模型已在純物質(zhì)表面現(xiàn)象、溶液表面現(xiàn)象、表面力理論、潤(rùn)濕理論和非均質(zhì)體系相平衡理論等諸多領(lǐng)域中應(yīng)用。