电化学基础教程(第二版)电子书

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内容提要

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前言

第一版前言

第1章　绪论

1.1　电化学简介

1.2　电化学的历史

1.3　电化学研究领域的发展

1.4　本书结构与学习方法

复习题

第2章　导体和电化学体系

2.1　电学基础知识

2.1.1　电场与电势

2.1.2　导体及其在电场中的性质

2.2　两类导体的导电机理

2.2.1　电子导体的导电机理

2.2.2　离子导体的导电机理

2.3　电化学体系

2.3.1　两类电化学装置

2.3.2　从电子导电到离子导电的转换

2.4　法拉第定律

2.5　实际电化学装置的设计

2.5.1　实际电化学装置的组成

2.5.2　实际电化学装置设计示例

复习题

第3章　液态电解质与固态电解质

3.1　电解质溶液与离子水化

3.1.1　溶液中电解质的分类

3.1.2　水的结构与水化焓

3.1.3　离子的水化膜

3.1.4　固/液界面的水化膜

3.2　电解质溶液的活度

3.2.1　活度的概念

3.2.2　离子的平均活度

3.2.3　离子强度定律

3.3　电解质溶液的电迁移

3.3.1　电解质溶液的电导率

3.3.2　离子的淌度

3.3.3　离子迁移数

3.3.4　水溶液中质子的导电机制

3.4　电解质溶液的扩散

3.4.1　Fick第一定律

3.4.2　Fick第二定律

3.4.3　扩散系数

3.5　电解质溶液的离子氛理论

3.5.1　离子氛的概念

3.5.2　松弛效应与电泳效应

3.5.3　盎萨格（Onsager）极限公式

3.5.4　交流电场和强电场对电解质电导的影响

3.6　无机固体电解质

3.7　聚合物电解质

3.8　熔盐电解质

3.8.1　熔融电解质

3.8.2　室温离子液体

复习题

第4章　电化学热力学

4.1　相间电势与可逆电池

4.1.1　内电势与外电势

4.1.2　界面电势差

4.1.3　电化学势与费米能级

4.1.4　可逆电池

4.2　电极电势

4.2.1　氢标电极电势与Nernst方程

4.2.2　氢标电极电势在计算中的应用

4.2.3　可逆电极

4.3　液体接界电势

4.4　离子选择性电极

4.4.1　膜电势

4.4.2　玻璃电极

4.4.3　其他类型的离子选择性电极

复习题

第5章　双电层

5.1　双电层简介

5.1.1　双电层的形成

5.1.2　离子双层的形成条件

5.1.3　理想极化电极与理想不极化电极

5.2　双电层结构的研究方法

5.2.1　电毛细曲线

5.2.2　微分电容曲线

5.2.3　零电荷电势

5.2.4　离子表面剩余量

5.3　双电层结构模型的发展

5.3.1　Helmholtz模型与Gouy-Chapman模型

5.3.2　Gouy-Chapman-Stern模型

5.3.3　Grahame模型与特性吸附

5.3.4　Bockris模型与溶剂层的影响

5.4　有机活性物质在电极表面的吸附

5.4.1　有机物的可逆吸附

5.4.2　有机物的不可逆吸附

复习题

第6章　电化学动力学概论

6.1　电极的极化

6.1.1　极化与过电势

6.1.2　极化曲线与三电极体系

6.1.3　稳态极化曲线的测量

6.1.4　电化学工作站

6.2　不可逆电化学装置

6.3　电极过程与电极反应

6.3.1　电极过程历程分析

6.3.2　电极反应的特点与种类

6.4　电极过程的速率控制步骤

6.4.1　速率控制步骤

6.4.2　常见极化类型

6.4.3　电极过程的特征及研究方法

复习题

第7章　电化学极化

7.1　电化学动力学理论基础

7.1.1　化学动力学回顾

7.1.2　电子转移的动态平衡与极化本质

7.1.3　电子转移动力学理论发展简介

7.2　电极动力学的Butler-Volmer模型

7.2.1　单电子反应的Butler-Volmer公式

7.2.2　传递系数

7.2.3　标准速率常数

7.2.4　交换电流密度

7.3　单电子反应的电化学极化

7.3.1　电化学极化下的Butler-Volmer公式

7.3.2　Tafel公式

7.3.3　线性极化公式

7.4　多电子反应的电极动力学

7.4.1　多电子反应的Butler-Volmer公式

7.4.2　多电子反应的电化学极化

7.4.3　多电子反应中控制步骤的计算数

7.5　电极反应机理的研究

7.5.1　利用电化学极化曲线测量动力学参数

7.5.2　电极反应的级数

7.5.3　平衡态近似与电极反应历程分析

7.6　分散层对电极反应速率的影响——ψ_1效应

7.6.1　分散层电势差对电极动力学的影响

7.6.2　考虑了ψ_1电势的动力学公式

7.6.3　过硫酸根离子还原极化曲线分析

7.7　平衡电势与稳定电势

7.7.1　稳定电势

7.7.2　如何建立平衡电势

复习题

第8章　浓度极化

8.1　液相传质

8.1.1　液相传质方式

8.1.2　液相传质流量

8.1.3　支持电解质

8.2　扩散与扩散层

8.2.1　稳态扩散与非稳态扩散

8.2.2　扩散层

8.3　稳态扩散传质规律

8.3.1　理想稳态扩散

8.3.2　稳态对流扩散

8.4　可逆电极反应的稳态浓度极化

8.4.1　产物不溶

8.4.2　产物可溶，且产物初始浓度为零

8.4.3　产物可溶，且产物初始浓度不为零

8.5　电化学极化与浓度极化共存时的稳态动力学规律

8.5.1　混合控制的稳态动力学公式

8.5.2　电化学极化和浓度极化特点比较

8.6　流体动力学方法简介

8.6.1　旋转圆盘电极

8.6.2　旋转环盘电极

8.7　电迁移对扩散层中液相传质的影响

8.8　表面转化步骤对电极过程的影响

8.8.1　表面转化步骤控制时的动力学公式

8.8.2　均相表面转化与液相传质共同控制时的动力学公式

复习题

第9章　基本暂态测量方法与极谱法

9.1　电势阶跃法

9.1.1　平面电极的大幅度电势阶跃

9.1.2　时间常数

9.1.3　微观面积与表观面积

9.1.4　球形电极的大幅度电势阶跃

9.1.5　微电极

9.1.6　准可逆和不可逆电极反应的电势阶跃

9.2　电流阶跃法

9.2.1　电流阶跃下的粒子浓度分布函数

9.2.2　可逆电极反应的电势-时间曲线

9.2.3　不可逆电极反应的电势-时间曲线

9.2.4　电极反应动力学参数测量方法小结

9.3　循环伏安法

9.3.1　扫描过程中的浓度分布曲线变化

9.3.2　可逆体系的循环伏安曲线

9.3.3　准可逆和不可逆体系的循环伏安曲线

9.3.4　吸脱附体系的循环伏安曲线

9.3.5　双层电容与溶液电阻对CV曲线的影响

9.4　电化学阻抗谱

9.4.1　电工学基础知识

9.4.2　阻抗复平面图

9.4.3　电化学体系的等效电路与阻抗谱

9.4.4　阻抗谱的半圆旋转现象与常相位元件

9.4.5　阻抗谱的数据处理与解析

9.5　滴汞电极与极谱法

9.5.1　滴汞电极

9.5.2　扩散极谱电流

9.5.3　极谱波

复习题

第10章　实际电极过程

10.1　电催化概述

10.2　氢电极过程

10.2.1　氢在电极上的吸附

10.2.2　氢的阴极还原

10.2.3　氢的阳极氧化

10.3　氧电极过程

10.3.1　氧的阴极还原机理

10.3.2　氧在电极上的吸附

10.3.3　氧阴极还原的电催化剂

10.3.4　氧的阳极氧化机理

10.4　金属阴极过程

10.4.1　金属阴极过程基本特点

10.4.2　简单金属离子的阴极还原

10.4.3　金属配离子的阴极还原

10.4.4　电结晶

10.4.5　电解法制备金属粉末

10.4.6　电铸

10.5　金属阳极过程

10.5.1　正常的金属阳极溶解过程

10.5.2　金属的钝化

10.5.3　金属的自溶解

10.5.4　金属腐蚀与防护

10.5.5　金属电解加工与抛光

10.5.6　电池中锌电极的阳极过程

10.5.7　铝合金的阳极氧化

复习题

附录　标准电极电势表（298.15K，101.325kPa）

习题答案

参考文献

符号表