纳米膜具有奇特的性质和优异的性能，在许多领域有着非常广泛的应用。而纳米膜的性质和性能均与其厚度有关。目前关于纳米膜相变热力学、电化学热力学以及吸附热力学理论的研究尚未完善，厚度分别对相变热力学、电化学热力学和吸附热力学的影响规律还不清楚。本文从理论上推导了纳米膜的相变、电化学以及吸附热力学方程，实验上以几种典型的薄膜为研究体系，进行相应的实验研究，然后将理论和实验相结合阐明厚度对相变、电化学和吸附热力学的影响规律。
　　本文，在理论上，提出了纳米膜的相变模型，首次推导出纳米膜的相变温度、相变焓和相变熵分别与厚度的热力学关系式，讨论了厚度对其相变热力学性质的影响规律；在纳米体系反应热力学理论的基础上，首次推导出纳米膜电极的电极电势、温度系数、摩尔可逆反应热和电极反应热力学函数分别与厚度的关系式，以及纳米膜表面热力学性质分别与厚度的关系式，讨论了厚度对纳米膜电极反应热力学和电极表面热力学的影响规律；此外，还首次推导了标准吸附平衡常数和吸附热力学性质分别与纳米膜厚度的关系式，讨论了厚度对纳米膜吸附热力学的影响规律。
　　实验上，分别以钛酸铅薄膜晶型转变、二氧化钛薄膜的电极反应和二氧化钛薄膜吸附盐基品红为体系进行实验研究。首先采用溶胶-凝胶法研究了钛酸铅和二氧化钛薄膜的制备，考察了实验条件对薄膜厚度的影响规律，在此基础上，通过控制反应条件，分别制备出不同厚度的钛酸铅和二氧化钛薄膜。然后，使用差示扫描量热仪（DSC）测定了不同厚度钛酸铅薄膜的量热曲线，进而得到钛酸铅薄膜厚度对其晶型转变温度(T0)、晶型转变焓(ΔH)和晶型转变熵(ΔS)的影响规律；使用电位差计测定了不同温度下由二氧化钛薄膜电极所组成原电池的电动势，进而得到了不同厚度二氧化钛薄膜电极的标准电极电势(Eθ)、电极反应的温度系数(?Eθ/?T)、标准平衡常数的对数(lnKθ)、纳米膜电极的标准摩尔反应吉布斯能(ΔrGθm)、标准摩尔反应熵(ΔrSθm)、标准摩尔反应焓(ΔrHθm)、摩尔可逆反应热(Qr,m)以及摩尔表面热力学函数，进而可得以上物理量随厚度的变化规律；最后，测定了不同厚度二氧化钛薄膜吸附盐基品红的热力学性质，得到了厚度对其吸附热力学性质的影响规律。上述薄膜晶型转变、电化学和吸附热力学的实验结果均与其相应纳米膜的理论关系式一致。
　　研究结果表明：
　　（1）在薄膜制备方面，煅烧时间和煅烧温度影响薄膜的表面粗糙度；而在实验范围内薄膜厚度与反应物浓度呈线性关系。钛酸铅薄膜的最佳煅烧条件为：煅烧温度为：650℃，煅烧时间为：1h；二氧化钛薄膜的最佳煅烧条件为：煅烧温度为：500℃，煅烧时间为：2h。
　　（2）在薄膜的晶型转变方面，薄膜厚度对其晶型转变热力学有显著影响，薄膜越薄，T0、ΔH和ΔS越低，且T0、ΔH和ΔS分别与厚度的倒数呈线性关系。
　　（3）在薄膜的电化学方面，薄膜厚度对其电化学热力学有显著影响，薄膜厚度减小，Eθ和lnKθ增大,?Eθ/?T、电极反应热力学性质（ΔrGθm、ΔrHθm、ΔrSθm）和Qr,m则减小，且Eθ、lnKθ(?Eθ/?T)、Qr,m和反应热力学性质均分别与厚度的倒数呈线性关系。此外，薄膜厚度对其表面热力学性质也有显著影响，随着薄膜厚度的减小，其摩尔表面吉布斯能(Gms)、摩尔表面焓(Hms)以及摩尔表面熵(smS)均增大，且均与厚度倒数线性相关。
　　（4）在薄膜的吸附方面，薄膜厚度对其吸附热力学有显著影响。随着薄膜厚度的减小，二氧化钛薄膜吸附盐基品红的标准吸附平衡常数的对数(lnKθ)增大，而标准摩尔吸附吉布斯能(ΔrGθm)(ΔrGθm)、标准摩尔吸附焓(ΔrHθm)和标准摩尔吸附熵(ΔrSθm)减小；且(lnKθ)、ΔrGθm、ΔrHθm和ΔrSθm均分别与厚度的倒数呈线性关系。
　　本文所建立的纳米膜的相变热力学、电化学热力学和吸附热力学三个理论，能够定量描述纳米膜（或薄膜）的相变、电化学和吸附热力学行为，可预测和解释纳米膜（或薄膜）的相变热力学性质、电化学热力学性质和吸附热力学性质的厚度依赖性，对纳米膜（或薄膜）的设计、制备、研究与应用具有重要的指导作用和应用前景。