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電化學測量

出版社：化學工業(yè)出版社出版時間：2020-01-09
開本： 16開 頁數(shù)： 324
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電化學測量 版權(quán)信息

電化學測量 本書特色

本書較為系統(tǒng)而全面地介紹了電化學研究中涉及的各類研究方法的原理、測量技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方法。每種測量方法均增設(shè)了實驗內(nèi)容，并以不同的研究對象為例說明了這些測量方法的綜合運用。

全書分三個部分：第1章簡要介紹了電化學基本原理及相關(guān)概念，簡明扼要地闡述了電極過程的基本動力學；第2～6章詳盡地介紹了電化學測量的入門知識，講述了穩(wěn)態(tài)極化法、電流階躍法、電勢階躍法、線性電勢掃描法、循環(huán)伏安法和電化學阻抗法等測試技術(shù)；第7章為電化學測量綜合實驗，針對不同的研究對象綜合運用多種電化學測試手段進行深入研究。全書引用相關(guān)領(lǐng)域新近研究成果，以實例形式詳細介紹了各種測量方法的實驗設(shè)計和結(jié)果分析。

本書可作為電化學、分析化學、金屬材料等相關(guān)專業(yè)的本科生或研究生教材，也可作為電分析化學、化學電源、電鍍、金屬腐蝕、電解、電催化、電合成及冶金等專業(yè)或相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的參考用書。本書較為系統(tǒng)而全面地介紹了電化學研究中涉及的各類研究方法的原理、測量技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方法。每種測量方法均增設(shè)了實驗內(nèi)容，并以不同的研究對象為例說明了這些測量方法的綜合運用。

全書分三個部分：第1章簡要介紹了電化學基本原理及相關(guān)概念，簡明扼要地闡述了電極過程的基本動力學；第2～6章詳盡地介紹了電化學測量的入門知識，講述了穩(wěn)態(tài)極化法、電流階躍法、電勢階躍法、線性電勢掃描法、循環(huán)伏安法和電化學阻抗法等測試技術(shù)；第7章為電化學測量綜合實驗，針對不同的研究對象綜合運用多種電化學測試手段進行深入研究。全書引用相關(guān)領(lǐng)域新近研究成果，以實例形式詳細介紹了各種測量方法的實驗設(shè)計和結(jié)果分析。

本書可作為電化學、分析化學、金屬材料等相關(guān)專業(yè)的本科生或研究生教材，也可作為電分析化學、化學電源、電鍍、金屬腐蝕、電解、電催化、電合成及冶金等專業(yè)或相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的參考用書。

電化學測量 內(nèi)容簡介

（1）本書雖然要求讀者具有基本的物理化學知識，但書中的論述從基礎(chǔ)入手并逐漸加深，并采取了重數(shù)學方程式的起源、輕數(shù)學推導(dǎo)過程、重推導(dǎo)結(jié)論的實際應(yīng)用、強調(diào)各參數(shù)所表征的物理意義的原則，力求做到深入淺出。

（2）本書列舉了大量典型的研究實例，以利于讀者的深入學習，使讀者真正能學以致用。

（3）本書結(jié)合該領(lǐng)域的新研究成果，所列實例涉及鋰離子電池、電化學傳感器、液流電池等，契合行業(yè)研究熱點。

電化學測量 目錄

第1章電化學基本原理/001

1.1電化學熱力學/001

1.1.1電極與電極反應(yīng)/002

1.1.2界面電勢差與液接電勢/004

1.1.3可逆電池與能斯特方程/007

1.1.4法拉第定律與電化學工程/009

1.2雙電層/010

1.2.1雙電層的性質(zhì)及其研究方法/012

1.2.2雙電層的結(jié)構(gòu)/014

1.3電極反應(yīng)的基礎(chǔ)動力學/016

1.3.1動力學基本理論/016

1.3.2電極過程的Butler-Volmer模型/018

1.3.3標準速率常數(shù)、交換電流密度和傳遞系數(shù)/020

1.3.4多電子步驟機理/022

1.3.5相間電勢分布對電荷轉(zhuǎn)移速率的影響/023

1.4電極體系中的傳質(zhì)過程/024

1.4.1穩(wěn)態(tài)擴散/026

1.4.2非穩(wěn)態(tài)擴散/029

1.5電極過程動力學/030

1.5.1極化條件對電極過程動力學的影響/030

1.5.2復(fù)雜電極過程/034

參考文獻/036



第2章電化學測量基礎(chǔ)知識/038

2.1電極電勢與測量體系/038

2.1.1電極電勢/038

2.1.2三電極體系/040

2.1.3兩回路/041

2.2電解質(zhì)溶液/043

2.2.1電解質(zhì)體系用溶劑/043

2.2.2支持電解質(zhì)/046

2.2.3溶解氧/047

2.3研究電極/048

2.3.1固體金屬電極/048

2.3.2碳電極/054

2.3.3汞電極/058

2.3.4微電極/060

2.3.5化學修飾電極/063

2.4參比電極/064

2.4.1水溶液中常用的參比電極/065

2.4.2有機體系用參比電極/070

2.4.3熔融鹽體系用參比電極/071

2.4.4微參比電極/072

2.4.5簡易參比電極和全固態(tài)參比電極/072

2.5電解池與實驗體系/073

2.5.1電解池的材料/073

2.5.2電解池的設(shè)計與各電極的配置/075

2.5.3實驗室常用的電解池/076

2.6電化學測量儀器/078

2.6.1恒電勢儀和電化學工作站/078

2.6.2電化學實驗操作/079

實驗內(nèi)容/081

一、鹽橋的制作/081

二、鉑黑電極的制備/082

三、參比電極的制備/082

參考文獻/084



第3章穩(wěn)態(tài)極化及研究方法/089

3.1穩(wěn)態(tài)與穩(wěn)態(tài)極化/089

3.1.1穩(wěn)態(tài)/089

3.1.2穩(wěn)態(tài)極化及其影響因素/090

3.1.3多個電對共軛時的電極的極化行為/092

3.2穩(wěn)態(tài)極化曲線的測量/094

3.2.1準備工作/094

3.2.2恒電勢法和恒電流法/094

3.2.3階梯伏安法與慢掃描法/095

3.3穩(wěn)態(tài)極化測量的數(shù)據(jù)處理/097

3.3.1電化學極化控制下的解析方法/098

3.3.2混合控制下的解析方法/100

3.4強制對流技術(shù)/101

3.4.1旋轉(zhuǎn)圓盤電極/101

3.4.2旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極/107

3.5穩(wěn)態(tài)極化曲線的應(yīng)用/113

3.5.1在電化學基礎(chǔ)研究方面的應(yīng)用/114

3.5.2在化學電源中的應(yīng)用/116

3.5.3在電沉積中的應(yīng)用/118

3.5.4在材料電化學及腐蝕機理研究中的應(yīng)用/120

實驗內(nèi)容/121

一、穩(wěn)態(tài)極化曲線的測定與分析/121

二、極化曲線法研究緩蝕劑對低碳鋼及鍍鋅層析氫腐蝕的作用/123

參考文獻/126



第4章暫態(tài)基礎(chǔ)和測量技術(shù)/128

4.1暫態(tài)與暫態(tài)電流/128

4.2非穩(wěn)態(tài)擴散過程/129

4.2.1電勢階躍下的非穩(wěn)態(tài)擴散/130

4.2.2電流階躍下的非穩(wěn)態(tài)擴散/132

4.3電化學等效電路/133

4.3.1電路模型的建立/133

4.3.2電化學反應(yīng)電阻/135

4.3.3溶液濃度阻抗/136

4.3.4電極等效電路的簡化/137

4.4暫態(tài)的研究方法/140

4.5電流階躍法/140

4.5.1電流階躍下的電極響應(yīng)特點/141

4.5.2小幅度電流階躍測量法/142

4.5.3濃度極化存在時的電流階躍法/145

4.5.4過渡時間/148

4.5.5雙電流階躍法/149

4.6電勢階躍法/151

4.6.1電勢階躍下的電流響應(yīng)特點/151

4.6.2小幅度電勢階躍測量法/151

4.6.3濃度極化存在時的電勢階躍法/154

4.6.4計時庫侖法/157

4.6.5雙電勢階躍下的計時庫侖法/158

4.7電量階躍法/160

實驗內(nèi)容/161

一、暫態(tài)法研究酸性溶液中KI/KIO3的化學反應(yīng)動力學/161

二、暫態(tài)法研究I-3/I-在Pt電極上的氧化還原過程/165

參考文獻/167



第5章伏安法測量與分析/169

5.1線性電勢掃描法/169

5.1.1電勢掃描中的電流響應(yīng)特點/169

5.1.2小幅度三角波掃描的極限簡化處理/170

5.1.3大幅度線性電勢掃描法/172

5.2循環(huán)伏安法/177

5.2.1簡單體系的循環(huán)伏安行為/177

5.2.2復(fù)雜電極過程的循環(huán)伏安法/181

5.2.3多步電荷轉(zhuǎn)移體系的循環(huán)伏安行為/187

5.2.4循環(huán)伏安測定的影響因素/192

5.2.5循環(huán)伏安法的應(yīng)用/201

5.3溶出分析法/210

5.3.1陽極溶出伏安法/210

5.3.2電勢溶出伏安法/212

5.3.3吸附溶出伏安法和吸附溶出電勢法/213

5.3.4陰極溶出伏安法/214

5.4脈沖伏安法/215

5.4.1斷續(xù)極譜法/216

5.4.2常規(guī)脈沖伏安法/217

5.4.3差分脈沖伏安法/218

5.4.4方波伏安法/220

實驗內(nèi)容/221

一、循環(huán)伏安法研究鐵氰化鉀和維生素C的電化學行為/221

二、鋅鈷共沉積過程的CV特征及合金鍍層成分的電化學分析/224

參考文獻/226



第6章電化學阻抗譜/231

6.1電化學阻抗的基本知識/232

6.1.1阻抗和電子元件的阻抗/232

6.1.2電化學阻抗的定義與基本條件/235

6.2電極過程理論模型的EIS行為/236

6.2.1理想極化電極的EIS/236

6.2.2電化學極化時的EIS/238

6.2.3平面電極存在半無限擴散時的EIS/241

6.2.4其他擴散模型引起的阻抗/246

6.2.5彌散效應(yīng)與常相位角元件Q/250

6.3電化學阻抗譜的測量/254

6.3.1電化學阻抗譜測試的實現(xiàn)方法/254

6.3.2電化學阻抗譜測試的主要參數(shù)與操作細節(jié)/256

6.4電化學阻抗譜的解析方法/258

6.4.1阻抗譜數(shù)據(jù)可靠性評估/258

6.4.2阻抗譜圖直觀解讀/259

6.4.3圖解分析與計算/261

6.4.4電化學阻抗譜的等效電路解析/261

6.4.5特定參數(shù)解析法/264

6.5電化學阻抗譜應(yīng)用實例/266

6.5.1在電化學反應(yīng)機理和電化學參數(shù)測量中的應(yīng)用/266

6.5.2陰極電沉積過程中的EIS/268

6.5.3在腐蝕科學研究中應(yīng)用/269

6.5.4在化學電源研究中的應(yīng)用/274

實驗內(nèi)容/279

一、嵌入反應(yīng)的電化學阻抗譜行為/279

二、有機涂層防護下的金屬腐蝕過程的EIS行為/282

參考文獻/284



第7章電化學測量綜合實驗/288

7.1鋅鋁鉻涂層和鋅鋁涂層的耐蝕性研究/288

一、實驗原理/288

二、實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/293

三、數(shù)據(jù)示例/295

四、思考與總結(jié)/296

7.2甲醇在Pt電極上的電化學氧化研究/296

一、實驗原理/296

二、實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/297

三、數(shù)據(jù)示例/298

四、思考與總結(jié)/299

7.3鋁合金在高氯酸鈉溶液中的點蝕行為研究/299

一、實驗原理/299

二、實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/301

三、數(shù)據(jù)示例/303

四、思考與總結(jié)/304

7.4添加劑在銅電沉積過程的作用研究/304

一、實驗原理/304

二、實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/305

三、數(shù)據(jù)示例/307

四、思考與總結(jié)/307

7.5三元正極材料的嵌鋰脫鋰行為研究/307

一、實驗原理/307

二、實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/309

三、數(shù)據(jù)示例/311

四、思考與總結(jié)/312

7.6石墨烯涂層鉛筆石墨電極的電化學制備及其在全釩液流電池中的應(yīng)用/312

一、實驗原理/312

二、實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/313

三、數(shù)據(jù)示例/316

四、思考與總結(jié)/316

7.7自組裝膜修飾金三維納米陣列電極在黃曲霉毒素檢測中的應(yīng)用/316

一、實驗原理/316

二、實驗內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/317

三、數(shù)據(jù)示例/320

四、思考與總結(jié)/320

參考文獻/320



一般性參考文獻/322



附錄標準電極電勢/323
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電化學測量 作者簡介

胡會利，哈爾濱工業(yè)大學，教授，主要研究方向：綠色表面改性技術(shù)，包括環(huán)保電鍍及(電)化學轉(zhuǎn)化膜、涂料等；腐蝕與防護技術(shù)，環(huán)境友好型緩蝕劑研制，海洋防腐涂料與涂層研制等；電化學研究方法。

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