修改四纳米材料的表面吸附.doc

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1、纳米材料在固体表面的吸附势能曲线于涛纳米粒子表面电势。下面考虑单个纳米颗粒与单个铜原子之间的相互作用。纳米粒子的电场：对于球形分子来说，时，外电场大小为：由于，为电势，所以：-6-，由边界条件：，所以：（以无穷远处为电势零点）得到：铜片表面我们认为是由带电的铜离子组成（水化作用），电荷。则铜离子与纳米分子的作用力的电场部分为：。分子间作用势已经有公式为：，重要的是计算出电作用势。设铜片上单位面积的铜离子数目为，则铜片对纳米分子的作用力为：即-6-下面求积分：与距离无关。下面考虑由于纳米粒子的形成双电层后的情

2、形。上述结果可以用下面的图表示：由此给出纳米的电势：，负号是因为无穷远处的电势为零。加上前面给出的分子力势：因此铜板与纳米颗粒之间的作用势为：作图：-6-（10nm，30mv表面电势情形）（10nm，-30mv表面电势情形）可见第一层吸附，不会受到势垒的影响，具有自发性。必须指出，我们此时考虑的仅仅是第一层吸附的纳米颗粒的作用势。由于这层纳米粒子的表面吸附，第二层纳米粒子受到的电场力、分子力就完全不同。此时可以视为纳米粒子与纳米粒子之间的相互作用，而不是上面的结果。-6-这个结果为：，其中。作图：第一层能够

3、吸附，后面的吸附是必然的，只要克服热运动。一些思考：由统计力学巨正则分布求得吸附量，这也能够确定纳米颗粒的化学势。巨正则分布给出的结果是：吸附率为其中，为化学势。就我们现在，还没有科学家做出测量纳米颗粒化学势这一问题，这可能就可以有所突破。论文中的模型：泊松—玻尔兹曼模型中静电势满足方程：-6-其中首先计算两个球体的情形：问题是怎样求解偏微分方程，我们需要知道边界条件和初值条件。先求一个球的：用球坐标可以写为：初值条件：格林函数为：-6-