双电层

　　中文名称：双电层。英文名称：electric double layer

　　应用学科：机械工程（一级学科）；表面工程（二级学科）；电镀与化学镀（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片

　　任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势，这是因电荷分离引起的。两相各有过剩的电荷，电量相等，正负号相反，相与吸引，形成双电层。

　　在电极的金属-电解质的两相界面存在电势，同样将产生双电层（electrical double layer），其总厚度一般约为0.2-20纳米。电极的金属相为良导体，过剩电荷集中在表面；电解质的电阻较大，过剩电荷只部分紧贴相界面，称紧密双层（compact double layer）；余下部分呈分散态，称分散双层（diffuse double layer；有误译为“扩散层”）。电极反应的核心步骤——迁越骤（即活化步骤）都需在紧密层中进行，影响电极反应的吸附过程也发生在双电层中，故双电层结构的研究对于电化学的理论和生产都有重要意义。

　　胶核表面拥有一层离子，成为电位离子，电位离子层通过静电作用，把溶液中电荷相反的离子吸引到胶核周围，被吸引的离子称为反离子，它们的电荷总量与电位离子的相等而符号相反。这样，在胶核周围介质的相间界面区域就形成所谓双电层。

　　扩散双电层理论

　　溶胶粒子带电，这些电荷的主要来源是从水溶液中选择性地吸附某种离子：吸附正离子胶粒带正电，吸附负离子带负电，但整个溶液是电中性的，故还应有等量的反离子存在。固粒表面吸附的离子和溶液中的反离子构成双电层。

　　反离子在溶液中受到两个方向相反的作用：

　　1.固粒表面被吸附的离子的引力，力图将它们拉向界面；

　　2.离子本身的热运动，使之离开界面而扩散到溶液中去，

　　其结果使反离子在固粒表面外呈平衡分布：靠近界面处反离子浓度大些；随着与界面距离的增大，反离子由多到少，形成扩散分布。MN代表粒子的平表面，设它吸附负离子，则电量相等的正离子扩散分布，就好象大气层中气体分子按高度分布的状态。直到界面负电荷电力所不及处，过剩离子浓度等于零。带电表面及这些反离子，就构成扩散双电层。双电层的厚度随溶液中离子浓度和电荷数而不同。

　　实验证明，溶胶粒子在电场下与溶液发生相对移动时，分界面不是在固液界面MN处，而是有一层液体牢固地附在固体表面，并随表面运动。按电泳算出的就是此滑动面上的电势，称电动电势或€-电势。

　　€-电势除受决定电势的离子浓度影响外，还与溶液中其它电解质的浓度有关。当电解质浓度增加时，扩散层被压缩、变薄；同时某些具有特异性吸附能力的离子加入后，还可使€-电势符号改变。