電化學(xué)基礎(chǔ)理論與測(cè)試方法

1 電化學(xué)基本知識(shí)

1．1 電化學(xué)研究對(duì)象與反應(yīng)場(chǎng)所

1．1．1 電解池

1．1．2 原電池

1．2 電極種類

1．2．1 第一類電極

1．2．2 第二類電極

1．2．3 第三類電極

1．3 電極溶液界面的雙電層結(jié)構(gòu)

1．3．1 電極/溶液界面的基本結(jié)構(gòu)

1．3．2 斯特恩（Stem）模型

1．3．3 緊密層的結(jié)構(gòu)

1．4 原電池?zé)崃W(xué)

1．4．1 可逆電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變

1．4．2 由原電池電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)計(jì)算電池反應(yīng)的摩爾熵變

1．4．3 由原電池電動(dòng)勢(shì)及電動(dòng)勢(shì)的溫度系統(tǒng)計(jì)算電池反應(yīng)的摩爾焓變

1．4．4 計(jì)算原電池可逆放電時(shí)的反應(yīng)熱

1．5 原電極的基本方程——能斯特方程

1．6 極化與電子轉(zhuǎn)移步驟基本動(dòng)力學(xué)

1．6．1 電極的極化

1-6．2 測(cè)定極化曲線方法

1．6．3 電解池與原電池極化的差別

1．6．4 電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟反應(yīng)速度的影響

1．6．5 電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)

2 電化學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

2．1 電極電位的測(cè)量

2．1．1 電極電位

2．1．2 電極電位的測(cè)量原理

2．2 通電時(shí)電極電位的測(cè)量

2．2．1 三電極體系

2．2．2 極化時(shí)電極電位測(cè)量和主要誤差來(lái)源

2．3 輔助電極

2．4 參比電極

2．4．1 參比電極的主要性能

2．4．2 常用水溶液中的參比電極

2．5 研究電極

2．5．1 固體電極

2．5．2 滴汞電極

2．6 鹽橋

2．7 電解池設(shè)計(jì)

……

3 電化學(xué)測(cè)試方法

4 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器

參考文獻(xiàn)

附錄

《電化學(xué)基礎(chǔ)理論與測(cè)試方法》以電化學(xué)基本知識(shí)為基礎(chǔ)，分別詳細(xì)介紹了電化學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)測(cè)試方法以及電化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器。其中，電化學(xué)測(cè)量部分主要介紹了電極電位的測(cè)量及輔助電極、參比電極、研究電極、鹽橋和電解池的設(shè)計(jì)；電化學(xué)測(cè)量方法部分詳述了控制電勢(shì)階躍技術(shù)、控制電流技術(shù)、脈沖技術(shù)、線性電勢(shì)掃描技術(shù)和交流阻抗技術(shù)：電化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器分別介紹了運(yùn)算放大器、電導(dǎo)率儀、酸度計(jì)、電位差計(jì)等。

《電化學(xué)基礎(chǔ)理論與測(cè)試方法》可作為高等院校應(yīng)用化學(xué)、電化學(xué)、材料及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書(shū)，也可供相關(guān)領(lǐng)域的科研人員和生產(chǎn)人員參考。

• ISBN：9787122382030

• 版次：1

• 商品編碼：13144804

• 品牌：化學(xué)工業(yè)出版社

• 包裝：平裝

• 開(kāi)本：16開(kāi)

• 出版時(shí)間：2021-01-01

• 用紙：膠版紙

• 頁(yè)數(shù)：190

• 正文語(yǔ)種：中文

內(nèi)容簡(jiǎn)介

《材料電化學(xué)基礎(chǔ)》全書(shū)共分為8章，第1章緒論簡(jiǎn)要介紹了電化學(xué)科學(xué)的發(fā)展、組成體系和應(yīng)用范圍；第2、3章系統(tǒng)介紹了電化學(xué)的基本原理，包括電極界面雙電層結(jié)構(gòu)及電位，以及電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)；第4、5和6章主要介紹了電化學(xué)原理在化學(xué)電源、電催化和光電化學(xué)中的應(yīng)用；第7章介紹了金屬在不同環(huán)境中的典型腐蝕現(xiàn)象以及電化學(xué)保護(hù)；第8章則介紹了各種電化學(xué)測(cè)試方法，包括極化曲線、電化學(xué)阻抗譜、電化學(xué)噪聲等常規(guī)測(cè)試技術(shù)及其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，以及各種微區(qū)測(cè)試技術(shù)等。

《材料電化學(xué)基礎(chǔ)》可作為高等學(xué)校材料科學(xué)與工程、材料腐蝕與防護(hù)專業(yè)、化工專業(yè)、油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的教材使用，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

目錄

第1章緒論1

1.1電化學(xué)科學(xué)1

1.2電化學(xué)的應(yīng)用3

1.2.1環(huán)境凈化3

1.2.2氫的有效使用3

1.2.3化學(xué)電源4

1.2.4電催化5

1.2.5太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換5

1.2.6腐蝕與防護(hù)6

1.3電化學(xué)體系7

1.3.1電化學(xué)科學(xué)的研究對(duì)象7

1.3.2法拉第定律9

1.3.3陽(yáng)極和陰極的定義9

第2章電極界面雙電層結(jié)構(gòu)及電位11

2.1相間電位11

2.1.1金屬接觸電位13

2.1.2電極電位13

2.1.3絕對(duì)電位和相對(duì)電位15

2.1.4液體接界電位18

2.2電極電位20

2.2.1自由能的變化20

2.2.2能斯特方程和半電池電位的計(jì)算21

2.2.3平衡電極電位22

2.2.4不可逆電極26

2.2.5可逆電極電位與不可逆電極電位的判別27

2.2.6氧電極和充氣差異電池28

2.2.7影響電極電位的因素29

2.3雙電層形成及結(jié)構(gòu)31

2.3.1研究電極/溶液界面性質(zhì)的意義31

2.3.2理想極化電極31

2.3.3電極/溶液界面的基本結(jié)構(gòu)32

2.3.4斯特恩模型34

2.3.5緊密層的結(jié)構(gòu)38

第3章電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)42

3.1電極過(guò)程與速度控制步驟42

3.2極化及其產(chǎn)生原因43

3.2.1極化43

3.2.2極化產(chǎn)生的原因44

3.3濃差極化動(dòng)力學(xué)方程46

3.3.1濃差極化的規(guī)律47

3.3.2濃差極化的判別方法49

3.4穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化動(dòng)力學(xué)方程50

3.4.1極化較大的電極過(guò)程52

3.4.2極化很小的電極過(guò)程52

第4章化學(xué)電源54

4.1化學(xué)電池的基本性能參數(shù)54

4.2一次電池62

4.2.1錳干電池63

4.2.2堿錳電池64

4.3二次電池66

4.3.1鉛酸蓄電池66

4.3.2堿性蓄電池67

4.3.3鎳-金屬氫化物電池70

4.4超級(jí)電容器72

4.4.1超級(jí)電容器的電荷儲(chǔ)存原理72

4.4.2超級(jí)電容器電極材料73

第5章電催化81

5.1電催化物理化學(xué)基礎(chǔ)82

5.1.1金屬的電子能帶結(jié)構(gòu)82

5.1.2吸附質(zhì)與金屬表面的相互作用85

5.2電催化反應(yīng)的基本規(guī)律88

5.3電催化劑的電子結(jié)構(gòu)效應(yīng)和表面結(jié)構(gòu)效應(yīng)90

5.3.1電子結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)電催化反應(yīng)速度的影響91

5.3.2表面結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)電催化反應(yīng)速度的影響93

5.4氫電極反應(yīng)及其電催化概述96

5.5鉑基催化劑上的氧還原電催化概述98

第6章光電化學(xué)100

6.1半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)100

6.1.1半導(dǎo)體中的能帶結(jié)構(gòu)及載流子種類100

6.1.2本征半導(dǎo)體、施主、受主，N型和P型半導(dǎo)體101

6.1.3半導(dǎo)體中的態(tài)密度與載流子的分布102

6.2金屬/半導(dǎo)體界面的能帶結(jié)構(gòu)與性質(zhì)104

6.2.1金屬/半導(dǎo)體界面的能帶結(jié)構(gòu)104

6.2.2光照下金屬/半導(dǎo)體界面性質(zhì)105

6.2.3暗態(tài)下金屬/半導(dǎo)體界面性質(zhì)106

6.3半導(dǎo)體/溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)107

6.3.1半導(dǎo)體/溶液界面的結(jié)構(gòu)107

6.3.2空間電荷層的不同表現(xiàn)形式108

6.3.3半導(dǎo)體/溶液界面的電位分布110

6.4半導(dǎo)體/溶液界面上的光電化學(xué)114

6.4.1光照條件下半導(dǎo)體/溶液界面的能帶結(jié)構(gòu)114

6.4.2光電壓和光電流115

6.5光電化學(xué)伏打電池115

6.6光電化學(xué)水解制氫116

6.7光電化學(xué)陰極保護(hù)118

第7章材料的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)122

7.1電化學(xué)保護(hù)技術(shù)122

7.1.1陰極保護(hù)原理122

7.1.2陰極保護(hù)主要參數(shù)123

7.1.3陰極保護(hù)的實(shí)施124

7.2采油及集輸系統(tǒng)的典型腐蝕127

7.2.1腐蝕環(huán)境127

7.2.2硫化氫腐蝕128

7.2.3二氧化碳腐蝕133

7.2.4硫化氫/二氧化碳混合體系的腐蝕137

7.2.5超臨界CO2腐蝕139

7.3灘海及海洋油氣田中鋼鐵設(shè)備的典型腐蝕141

7.3.1腐蝕環(huán)境141

7.3.2灘涂區(qū)腐蝕141

7.3.3海洋大氣區(qū)腐蝕141

7.3.4浪花飛濺區(qū)腐蝕142

7.3.5海水潮汐區(qū)腐蝕142

7.3.6海水全浸區(qū)腐蝕143

7.3.7海底泥土區(qū)腐蝕143

7.3.8海水腐蝕144

7.4煉油設(shè)備的典型腐蝕144

7.4.1原油中的腐蝕介質(zhì)145

7.4.2硫酸露點(diǎn)腐蝕146

第8章電化學(xué)測(cè)試方法148

8.1穩(wěn)態(tài)極化曲線的測(cè)定148

8.1.1穩(wěn)態(tài)法的特點(diǎn)148

8.1.2穩(wěn)態(tài)極化測(cè)量的分類149

8.1.3測(cè)試系統(tǒng)149

8.1.4穩(wěn)態(tài)極化測(cè)量在腐蝕電化學(xué)研究中的應(yīng)用151

8.2暫態(tài)測(cè)量技術(shù)152

8.2.1暫態(tài)法的特點(diǎn)152

8.2.2暫態(tài)測(cè)量技術(shù)的分類152

8.3交流阻抗測(cè)試技術(shù)157

8.3.1阻抗與導(dǎo)納157

8.3.2電化學(xué)阻抗譜的電學(xué)元件及等效電路158

8.3.3等效電路的優(yōu)缺點(diǎn)161

8.3.4電化學(xué)阻抗譜的測(cè)量及數(shù)據(jù)處理162

8.3.5電化學(xué)阻抗譜在腐蝕科學(xué)中的應(yīng)用163

8.4電化學(xué)噪聲分析技術(shù)178

8.4.1電化學(xué)噪聲的特點(diǎn)178

8.4.2電化學(xué)噪聲測(cè)試原理179

8.4.3電化學(xué)噪聲測(cè)試技術(shù)183

8.4.4電化學(xué)噪聲測(cè)試應(yīng)用184

8.5微區(qū)電化學(xué)測(cè)試技術(shù)184

8.5.1掃描振動(dòng)電極技術(shù)185

8.5.2掃描開(kāi)爾文探針測(cè)量技術(shù)186

8.5.3微區(qū)電化學(xué)阻抗技術(shù)187

8.5.4掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)188

參考文獻(xiàn)190

內(nèi)容簡(jiǎn)介

《電化學(xué)基礎(chǔ)》不僅系統(tǒng)闡述了電化學(xué)基本原理和電化學(xué)研究方法，還重點(diǎn)介紹了電化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的幾個(gè)主要方面和目前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，如電化學(xué)工業(yè)、電化學(xué)傳感器、金屬腐蝕、生物電化學(xué)、化學(xué)電源等。具有知識(shí)層次明確，內(nèi)容編排由淺入深、循序漸進(jìn)的特點(diǎn)。本書(shū)不僅可作為電化學(xué)專業(yè)的研究生教材，還可供科研院所從事電化學(xué)研究的人員閱讀參考，此外也是高校本科生進(jìn)一步探討電化學(xué)問(wèn)題的參考書(shū)。

《電化學(xué)基礎(chǔ)教程/高等學(xué)校教材》系統(tǒng)介紹了電化學(xué)的基本原理、方法及應(yīng)用，注重物理化學(xué)與電化學(xué)的知識(shí)體系銜接，重視基本概念的闡述，內(nèi)容新穎、難易適中。全書(shū)分為四個(gè)部分，第一部分介紹電化學(xué)體系的組成以及導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)（第1～3章）；第二部分介紹電化學(xué)熱力學(xué)原理以及電極/溶液界面雙電層的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和研究方法（第4、5章）；第三部分介紹電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)基本原理及研究方法（第6～9章）；第四部分介紹化學(xué)電源、電鍍、電解、腐蝕防護(hù)等領(lǐng)域一些實(shí)際電極過(guò)程的基本原理（第10章）。

《電化學(xué)基礎(chǔ)教程/高等學(xué)校教材》主要供高等院校應(yīng)用化學(xué)、物理化學(xué)及相關(guān)專業(yè)作為電化學(xué)原理教材使用，也可供化學(xué)電源、表面處理、工業(yè)電解、腐蝕防護(hù)、電分析化學(xué)、材料電化學(xué)等領(lǐng)域的教學(xué)、科研、技術(shù)人員參考。