電化學(xué)工程基礎(chǔ)

第1章 緒論

1．1 工業(yè)電化學(xué)過程

1．1．1 工業(yè)電化學(xué)概況

1．1．2 氯堿生產(chǎn)

1．1．3 已二腈的電合成

1．1．4 金屬的電解提取與精煉

1．2 電化學(xué)反應(yīng)器的基本組成

1．2．1 電極材料

1．2．2 離子導(dǎo)體

1．2．3 隔離器

1．3 電化學(xué)過程的物料管理和能量管理

1．3．1 物料衡算

1．3．2 電壓衡算

1．3．3 熱衡算

1．3．4 溶液流動(dòng)的能量損耗

參考文獻(xiàn)

復(fù)習(xí)思考題

第2章 電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

2．1 引言

2．2 電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程

2．2．1 簡(jiǎn)單電子傳遞反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程

2．2．2 多步驟電極反應(yīng)

2．2．3 溶液中傳質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)速率的影響

2．3 電極上的吸附及添加劑的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)

2．3．1 電極上吸附的一般概念

2．3．2 電極上吸附作為分離技術(shù)的應(yīng)用

2．3．3 添加劑吸附對(duì)電極反應(yīng)速率的影響

2．4 電催化反應(yīng)與電極材料的催化作用

2．4．1 氫的電極反應(yīng)

2．4．2 氧的電極反應(yīng)

2．4．3 氯析出反應(yīng)

2．4．4 有機(jī)物的電極反應(yīng)

2．4．5 電極材料的催化作用

2．5 金屬的陰極沉積與陽極溶解

2．5．1 金屬電沉積與電結(jié)晶

2．5．2 金屬的陽極溶解與鈍化

2．5，3 金屬的腐蝕

2．6 制備性電解的產(chǎn)物分布

2．6．1 制備性電解的一般特征

2．6．2 產(chǎn)物分布的數(shù)學(xué)模型

2．6．3 反應(yīng)選擇性的控制

2．7 非水介質(zhì)中的電極反應(yīng)

2．7．1 溶劑的性質(zhì)及其對(duì)電極反應(yīng)的影響

2．7．2 非水溶液中若干電極反應(yīng)的機(jī)理

2．7．3 熔鹽中的電極反應(yīng)

參考文獻(xiàn)

復(fù)習(xí)思考題

第3章 電化學(xué)體系中的質(zhì)量傳遞和電流分布

3．1 電解質(zhì)溶液中的傳質(zhì)方程

3．1．1 稀溶液中傳質(zhì)方程的一般形式

3．1．2 溶液中的電荷傳輸

3．1．3 離子遷移對(duì)電極反應(yīng)速率的影響

3．1．4 -．元溶液中的傳質(zhì)方程

3．2 -．維電極上的對(duì)流傳質(zhì)分析

3．2．1 流體力學(xué)的若干概念

3．2．2 層流條件下平板電極上穩(wěn)態(tài)對(duì)流傳質(zhì)的理論分析

3．2．3 對(duì)流傳質(zhì)的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)方法

3．2．4 常見二維電極的傳質(zhì)公式

3．3 多孔電極中的傳質(zhì)與反應(yīng)速率分布

3．3．1 多孔電極簡(jiǎn)介

3．3．2 -．相多孔電極的宏觀均一模型

3．3．3 三相多孔電極的理論模型

3．4 隔膜和離子交換膜中的傳輸

3．4．1 隔膜中的傳輸

3．4．2 離子交換膜的膜電位和傳輸性能

3．4．3 電滲析原理

3．5 二維電極上的電流分布與電位分布

3．5．1 概述

3．5．2 一次電流分布

3．5．3 二次電流分布

3．5．4 三次電流分布

3．5．5 電流分布理論的工程應(yīng)用

3．6 附錄：矢量和傳輸方程中的算符

參考文獻(xiàn)

復(fù)習(xí)思考題

第4章 電解工程

4．1 電解過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化

4．1．1 電解過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

4．1．2 電解過程的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化

4．2 電化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)概述

4．2．1 電化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)的一般原則與步驟

4．2．2 與反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相關(guān)的若干電化學(xué)工程參數(shù)

4．2．3 電化學(xué)反應(yīng)器的典型結(jié)構(gòu)

4．3 間歇式電化學(xué)反應(yīng)器

4．3．1 擴(kuò)散控制的情形

4．3．2 活化控制的情形

4．4 連續(xù)攪拌箱式電化學(xué)反應(yīng)器(CSTER)

4．4．1 擴(kuò)散控制條件下的理想反應(yīng)器

4．4．2 溶液循環(huán)對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響

4．4．3 活化控制的情形，

4．4．4 電化學(xué)反應(yīng)器與化學(xué)反應(yīng)器的組合系統(tǒng)

4．5 柱塞流電化學(xué)反應(yīng)器——平行板電解器

4．5．1 基本設(shè)計(jì)方程和活化控制的情形

4．5．2 傳質(zhì)控制的情形——湍流條件下的恒電壓電解

4．5．3 串聯(lián)流動(dòng)的單極式反應(yīng)器組的操作特性

4．6 顆粒床反應(yīng)器

4．6．1 顆粒床電極的若干概念

4．6．2 填充床反應(yīng)器的操作特性分析——金屬相電位恒定的模型

4．6．3 流化床反應(yīng)器的操作特性分析——金屬相電位可變的模型

參考文獻(xiàn)

復(fù)習(xí)思考題

第5章 燃料電池

5．1 燃料電池的一般原理

5．1．1 燃料電池技術(shù)概況

5．1．2 燃料電池的熱力學(xué)

5．1．3 燃料電池動(dòng)力學(xué)——工作電流對(duì)電池效率和比功率的影響

5．2 燃料電池中的傳質(zhì)及其對(duì)電池性能的影響

5．2．1 多孔電極中氣體反應(yīng)劑的擴(kuò)散傳質(zhì)

5．2．2 流動(dòng)通道中氣體反應(yīng)劑的對(duì)流傳質(zhì)

5．2．3 質(zhì)子交換膜中水的傳輸及其對(duì)膜電導(dǎo)率的影響

5．3 燃料電池的模擬分析

5．3．1 基于電壓衡算的燃料電池模擬

5．3．2 基于流量衡算的燃料電池一維模型

5．3．3 基于流體力學(xué)的燃料電池模擬

參考文獻(xiàn)

復(fù)習(xí)思考題

本書常用物理量符號(hào)一覽表

《電化學(xué)工程基礎(chǔ)》介紹電化學(xué)工程的基本概念與原理，內(nèi)容包括電化學(xué)過程的物料管理和能量管理、電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)體系中的質(zhì)量傳遞和電流分布、電化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與操作特性分析、燃料電池的模擬等。書中選編了部分計(jì)算例題和復(fù)習(xí)思考題，以便讀者掌握原理，學(xué)以致用?！峨娀瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》可作為高等院校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)或相關(guān)專業(yè)學(xué)生的教材，也可供在電解與電合成、電冶金、化學(xué)電源、電化學(xué)表面工程、環(huán)境工程和防腐蝕工程等領(lǐng)域的科研和工程技術(shù)人員參考。