双电层是指围绕物体的两个平行电荷层。第一层表面电荷由因化学相互作用而吸附到物体上的离子组成。第二层由受到表面电荷的库仑力吸引的离子组成,第二层对第一层有电场屏蔽作用。第二层由自由离子组成,与物体本身的联系很松散,这些自由离子在电吸引和热运动的影响下在流体中移动,而不是被牢固地锚定。因此,第二层被称为“扩散层”。 界面双电层在表面积与体积之比较大的系统中最为明显,例如微米尺度上的胶体或带有纳米尺度的微粒或孔的多孔体。但是,双电层对其他现象(例如电极的电化学行为)同样起重要的影响。 基于双电层模型的计算主要在于对扩散双电层厚度、电位-距离关系及表面电荷密度-表面电位关系的研究,一般是以 Gouy-Chapman 模型作为基础。有关电位的最基本方程是Poisson-Boltzmann 方程。电位不高时可对Poisson-Boltzmann 方程中的指数项作近似,得到 Debye-Hückel 方程,并引出 Debye-Huckel 参数 κ 的概念。1/κ 具有长度的量纲,被视为扩散双电层的厚度。 一层是紧靠质点表面的紧密层(Stern层) 另一层则是扩散层(diffuse layer) |
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