內容簡介
本書包括電化學熱力學、電極與溶液界面的結構和性質、電極過程動力學和重要的實用電化學過程等四大部分內容;基本原理部分重點敘述較成熟的基礎理論,實用部分包含了氣體電極、金屬陽極過程、金屬電沉積過程、半導體電化學與光電化學、化學電源等方面的基礎知識。
目錄
第1章 緒論
1.1 電化學科學的研究對象
1.2 電化學科學在實際生活中的套用
1.2.1 電化學工業
1.2.2 化學電源
1.3 電化學科學的發展簡史和發展趨勢
1.3.1 電化學科學的發展簡史
1.3.2 電化學的發展趨勢
1.4 電解質溶液的電導
1.4.1 電解質溶液的電導
1.4.2 離子淌度
1.4.3 離子遷移數
1.5 電解質溶液的活度與活度係數
1.5.1 複習有關活度的基本概念
1.5.2 離子活度和電解質活度
1.5.3 離子強度定律
思考題
例題
習題
第2章 電化學熱力學
2.1 相間電位和電極電位
2.1.1 相間電位
2.1.2 金屬接觸電位
2.1.3 電極電位
2.1.4 絕對電位和相對電位
2.1.5 液體接界電位
2.2 電化學體系
2.2.1 原電池(自發電池)
2.2.2 電解池
2.2.3 腐蝕電池
2.2.4 濃差電池
2.3 平衡電極電位
2.3.1 電極的可逆性
2.3.2 可逆電極的電位
2.3.3 電極電位的測量
2.3.4 可逆電極類型
2.3.5 標準電極電位和標準電化序
2.4 不可逆電極
2.4.1 不可逆電極及其電位
2.4.2 不可逆電極類型
2.4.3 可逆電位與不可逆電極電位的判別
2.4.4 影響電極電位的因素
2.5 電位pH圖
2.5.1 化學反應和電極反應的平衡條件
2.5.2 水的電化學平衡圖
2.5.3 金屬的電化學平衡圖
2.5.4 電位pH圖的局限性
思考題
例題
習題
第3章 電極/溶液界面的結構與性質
3.1 概 述
3.1.1 研究電極/溶液界面性質的意義
3.1.2 理想極化電極
3.2 電毛細現象
3.2.1 電毛細曲線及其測定
3.2.2 電毛線曲線的微分方程
3.2.3 離子表面剩餘量
3.3 雙電層的微分電容
3.3.1 雙電層的電容
3.3.2 微分電容的測量
3.3.3 微分電容曲線
3.4 雙電層的結構
3.4.1 電極/溶液界面的基本結構
3.4.3 緊密層的結構
3.5 零電荷電位
3.6 電極/溶液界面的吸附現象
3.6.1 無機離子的吸附
3.6.2 有機物的吸附
3.6.3 氫原子和氧的吸附
思考題
例題
習題
第4章 電極過程概述
4.1 電極的極化現象
4.1.1 什麼是電極的極化
4.1.2 電極極化的原因
4.1.3 極化曲線
4.1.4 極化曲線的測量
4.2 原電池和電解池的極化圖139
4.3 電極過程的基本歷程和速度控制步驟
4.3.1 電極過程的基本歷程
4.3.2 電極過程的速度控制步驟
4.3.3 準平衡態
4.4 電極過程的特徵
思考題
例題
習題
第5章 液相傳質步驟動力學
5.1 液相傳質的三種方式
5.1.1 液相傳質的三種方式
5.1.2 液相傳質三種方式的相對比較
5.1.3 液相傳質三種方式的相互影響
5.2 穩態擴散過程
5.2.1 理想條件下的穩態擴散
5.2.2 真實條件下的穩態擴散過程
5.2.3 旋轉圓盤電極
5.2.4 電遷移對穩態擴散過程的影響
5.3 濃差極化的規律和濃差極化的判別方法
5.3.1 濃差極化的規律
5.3.2 濃差極化的判別方法
5.4 非穩態擴散過程
5.4.2 平面電極上的非穩態擴散
5.4.3 球形電極上的非穩態擴散
5.5 滴汞電極的擴散電流
5.5.1 滴汞電極及其基本性質
5.5.2 滴汞電極的擴散極譜電流——依
科維奇(Ilkovic)公式
5.5.3 極譜波
思考題
例題
習題
第6章 電子轉移步驟動力學
6.1 電極電位對電子轉移步驟反應速度的影響
6.1.1 電極電位對電子轉移步驟活化能的影響
6.1.2 電極電位對電子轉移步驟反應速度的影響
6.2 電子轉移步驟的基本動力學參數
6.2.1 交換電流密度j
6.2.2 交換電流密度與電極反應的動力學特性
6.2.3 電極反應速度常數K
6.3 穩態電化學極化規律
6.3.1 電化學極化的基本實驗事實
6.3.2 巴特勒伏爾摩(ButlerVolmer)方程
6.3.3 高過電位下的電化學極化規律
6.3.4 低過電位下的電化學極化規律
6.3.5 穩態極化曲線法測量基本動力學參數
6.4 多電子的電極反應
6.4.1 多電子電極反應
6.4.2 多電子轉移步驟的動力學規律
6.5 雙電層結構對電化學反應速度的影響(ψ1效應)
6.6 電化學極化與濃差極化共存時的動力學規律
6.6.1 混合控制時的動力學規律
6.6.2 電化學極化規律和濃差極化規律的比較
6.7 電子轉移步驟量子理論簡介
6.7.1 電子躍遷的隧道效應
6.7.2 弗蘭克康東(FrankCondon)原理
6.7.3 金屬和溶液中電子能級的分布
6.7.4 電極/溶液界面的電子躍遷
6.7.5 平衡電位下和電極極化時的電子躍遷
思考題
例題
習題
第7章 氣體電極過程
7.1 研究氫電極過程的重要意義
7.1.1 氫電極
7.1.2 研究氫電極過程的意義
7.2 氫電極的陰極過程
7.2.1 氫離子在陰極上的還原過程
7.2.2 析氫過電位及其影響因素
7.2.3 析氫反應過程的機理
7.3 氫電極的陽極過程
7.4 研 究氧電極過程的意義和存在的困難
7.4.1 研究氧電極過程的意義
7.4.2 研究氧電極過程的困難
7.5 氧的陽極析出反應
7.5.1 氧的析出過程
7.5.2 氧過電位
7.5.3 氧電極陽極過程的可能機理
7.6 氧的陰極還原過程
7.6.1 氧陰極還原反應的基本歷程
7.6.2 氧在汞表面上陰極還原的反應歷程
思考題
習題
第8章 金屬的陽極過程
8.2 金屬的鈍化
8.2.1 金屬鈍化的原因
8.2.2 成相膜理論
8.2.3 吸附理論
8.3 影響金屬陽極過程的主要因素
8.3.1 金屬本性的影響
8.3.2 溶液組成的影響
8.4 鈍態金屬的活化
思考題
習題
第9章 金屬的電沉積過程
9.1 金屬電沉積的基本歷程和特點
9.1.1 金屬電沉積的基本歷程
9.1.2 金屬電沉積過程的特點
9.2 金屬的陰極還原過程
9.2.1 金屬離子從水溶液中陰極還原的可能性
9.2.2 簡單金屬離子的陰極還原
9.2.3 金屬絡離子的陰極還原
9.3 金屬電結晶過程
9.3.1 鹽溶液中的結晶過程
9.3.2 電結晶形核過程
9.3.3 在已有晶面上的延續生長
思考題
習題
第10章 半導體電化學與光電化學基礎
10.1 半導體的基本性質
10.1.1 半導體的能帶結構簡介
10.1.2 半導體中的狀態密度與載流子的分布
10.2 半導體/溶液界面的結構與性質
10.2.1 半導體/溶液界面的基本圖像
10.2.2 空間電荷層的不同表現形式
10.2.3 半導體/溶液界面的電位分布
10.3 半導體/溶液界面上的電荷傳遞
10.3.1 平衡電位下的電荷傳遞
10.3.2 非平衡條件下(極化時)的電荷傳遞
10.4 半導體/溶液界面上的光電化學
10.4.1 半導體/溶液界面的光電效應
10.4.2 光電化學電池
思考題
第11章 化學電源
11.1 化學電池的基本性能
11.1.1 電池電動勢
11.1.2 充、放電過程中的電極極化及端電壓隨時間的變化
11.1.3 容量
11.1.4 自放電
11.1.5 電池的效率
11.2 電池反應動力學
11.2.1 伴有離子和電子傳遞的固相反應
11.2.2 反應生成物參與的固、液相反應
11.2.3 反應生成物溶解、再析出反應
11.3 一次電池
11.3.1 錳乾電池
11.3.2 鹼錳電池
11.4 二次電池339
11.4.1 鉛酸蓄電池
11.4.2 鹼性蓄電池
11.4.3 鎳金屬氫化物電池
思考題
第12章 燃料電池
12.1 燃料電池的基本概念、基本原理和分類
12.1.1 燃料電池的概念、特點及其發展史
12.1.2 燃料電池的基本原理
12.1.3 燃料電池的分類方法
12.2 燃料電池的效率及其影響因素
12.2.1 燃料電池的效率
12.2.2 影響燃料電池實際效率的因素
12.3 鹼性燃料電池
12.3.1 鹼性燃料電池的工作原理
12.3.2 鹼性燃料電池的關鍵部件
12.4 磷酸燃料電池
12.4.1 磷酸燃料電池的工作原理
12.4.2 磷酸燃料電池的關鍵部件
12.5 質子交換膜燃料電池
12.5.1 質子交換膜燃料電池的工作原理
12.5.2 質子交換膜燃料電池的關鍵部件
12.6 熔融碳酸鹽燃料電池
12.6.1 熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理
12.6.2 熔融碳酸鹽燃料電池的關鍵部件
12.7 固體氧化物燃料電池
12.7.1 固體氧化物燃料電池的工作原理
12.7.2 固體氧化物燃料電池的關鍵部件
思考題
部分習題答案
附錄
參考文獻