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第一章 电解质溶液 1

1.1 电解质的分类 1

1.1.1 强电解质与弱电解质 1

1.1.2 缔合电解质和非缔合电解质 1

1.1.3 真实电解质和潜在电解质 2

1.2 离子的水化作用 2

1.2.1 水的结构 3

1.2.2 水化热 4

1.2.3 水化数 6

1.3 电解质溶液的活度和活度系数 6

1.3.1 活度概念 7

1.3.2 离子活度和电解质活度 8

1.4.1 离子间相互作用的离子氛理论 10

1.4 离子间相互作用理论 10

1.3.3 离子强度定律 10

1.4.2 离子缔合 24

1.5 电解质溶液的电导 32

1.5.1 第二类导体的导电机理 32

1.5.2 电解质溶液的电导 33

1.5.3 离子淌度和绝对淌度 36

1.5.4 离子迁移数 37

1.5.5 电导与离子间相互作用 38

第二章 电化学热力学 41

2.1 电动势形成的机理 41

2.1.1 电化学体系中的电位差 41

2.1.2 内电位差的测量 44

2.1.4 液接电位差 45

2.1.5 原电池电动势 45

2.1.3 金属接触电位差 45

2.2 电极电位 47

2.2.1 绝对电位与相对电位 47

2.2.2 电极电位的数值表示方法 49

2.3 电池的构成与种类 51

2.3.1 可逆电池与可逆电极 51

2.3.2 电池书写法及其分类 53

2.4 可逆电池热力学 56

第三章 双电层 59

3.1 界面电荷层 59

3.1.1 界面电荷层的形成 59

3.1.2 研究双电层的意义 60

3.2 电毛细管曲线和双电层电容 61

3.2.1 电毛细管曲线法 61

3.2.2 双电层的微分电容法 66

3.3 双电层结构模型 70

3.3.1 双电层的平行板电容器理论 70

3.3.2 古依-查普曼分散层理论 71

3.3.3 斯特恩双电层模型 72

3.3.4 现代紧密层结构理论 80

3.4 半导体/电解质溶液界面双电层 84

3.4.1 基本概念 84

3.4.2 半导体和电解质溶液的某些类似 85

3.4.3 半导体/电解质界面的双电层结构 86

3.5 电极/溶液界面上的吸附现象 90

3.5.1 无机离子的吸附 91

3.5.2 有机物的特性吸附 93

第四章 电极过程中的液相传质 102

4.1 电极过程概述 102

4.2.1 电极极化 103

4.2 不可逆电极过程中电极的极化 103

4.2.2 过电位的测量 106

4.2.3 不可逆情况下电池的端电压及电解池的分解电压 108

4.2.4 极化曲线和极化度 110

4.3 液相中的传质方式 111

4.3.1 液相传质的三种方式 111

4.3.2 三种液相传质的比较 117

4.3.3 三种传质的相互影响 119

4.4 稳态扩散过程 119

4.4.1 理想情况下的稳态扩散 119

4.4.2 实际情况下的稳态扩散 122

4.4.3 旋转圆盘电极 126

4.4.4 电迁移对稳态扩散过程的影响 129

4.5.1 浓差极化的规律 132

4.5 浓差极化及极化曲线 132

4.5.2 浓差极化的特征 136

4.5.3 阳极过程的浓差极化 138

4.6 非稳态扩散过程动力学 138

4.6.1 平面电极上的非稳态扩散 139

4.6.2 球形电极的非稳态扩散 149

4.6.3 滴汞电极的扩散电流及极谱法 151

第五章 电化学步骤动力学 156

5.1 电化学极化的经验公式 156

5.2 电极电位对电极反应活化能的影响 157

5.2.1 电极处于零电荷电位下的反应速度和活化能之间的关系 158

5.2.2 电极电位改变对电极反应速度的影响 160

5.3 电化学步骤的基本动力学参数 162

5.4 稳态极化的动力学公式 166

5.4.1 强极化时的近似公式 168

5.4.2 微极化时的近似公式 169

5.5 双电层结构对电化学步骤反应速度的影响 171

5.6 多电子的电极反应 175

5.6.1 多电子的电极反应 175

5.6.2 多电子转移步骤的动力学规律 177

5.7 浓差极化与活化极化共存时的动力学规律 179

5.7.1 混合控制时的动力学规律 179

5.7.2 两种极化规律的比较 181

第六章 气体电极过程 183

6.1 氢电极过程 183

6.2 氧电极过程 189

6.3 电催化过程 193

参考文献 (第一章～第六章) 197

第七章 无机电解过程 198

7.1 电解过程中的一些参数 198

7.2.1 氯酸钠 200

7.2 氯酸盐 200

7.2.2 氯酸钾 211

7.2.3 氯酸盐生产中减低电耗的途径 214

7.2.4 次氯酸钠 215

7.2.5 亚氯酸钠 219

7.2.6 高氯酸钠 220

7.3 高锰酸钾 220

7.4 电解二氧化锰 221

7.5 氧化亚铜 222

7.6 过硫酸盐和过氧化氢的电解合成 223

参考文献 226

第八章 有机电化学合成 227

8.1 概述 227

8.2 间接电化学有机合成 239

8.3 SPE法有机电化学合成 247

8.4 C1化学的开发 249

8.5 牺牲阳极法进行有机电化学合成 251

8.6 有机氟电化学合成 252

8.7 电化学聚合 255

8.7.1 ECP中的化学和电化学步骤 255

8.7.2 电化学聚合 259

8.7.3 ECP方法及其特点 263

8.7.4 ECP实例 264

8.8 声电化学合成 266

参考文献 268

第九章 金属腐蚀与防护 270

9.1 研究金属腐蚀的重要意义 270

9.2 金属腐蚀的热力学原理及电位-pH图 271

9.3 平衡电位与腐蚀电位 278

9.4 电化学腐蚀分类 280

9.5 电化学腐蚀过程的控制因素 283

9.6 腐蚀极化图及应用 284

9.7 金属腐蚀的防护 287

参考文献 294

第十章 电化学能源和能源开发 296

10.1 引言 296

10.2 一次电池 298

10.2.1 一次电池的主要类型及性质 298

10.2.2 一次电池简介 302

10.3 二次电池 306

10.3.1 二次电池的一般性质 306

10.3.2 二次电池结构组成 308

10.3.3 典型的二次电池 312

10.4 燃料电池 330

10.4.1 燃料电池概述 331

10.4.2 燃料电池的能量转换效率分析 334

10.4.3 气体扩散电极 336

10.4.4 燃料电池的主要类型 337

10.4.5 燃料电池的应用 340

10.5 光电化学电池 346

10.5.1 PEC电池基本原理 348

10.5.2 光电化学电池的类型 349

10.6 电化学与氢能开发 352

参考文献 354

第十一章 氯碱工业 356

11.1 氯碱工业的发展史 356

11.2 食盐水电解的理论基础 357

11.3 理论分解电压和槽电压 358

11.3.1 理论分解电压 358

11.3.2 过电位与槽电压 361

11.4.1 隔膜法电解 362

11.4 电解方法 362

11.4.2 水银法电解 366

11.4.3 离子膜法电解 368

11.4.4 新的制氯碱方法 374

参考文献 376

第十二章 金属的表面精饰 378

12.1 金属电沉积原理 378

12.1.1 电镀液的组成 378

12.1.2 简单金属离子的还原 379

12.1.3 金属络离子的还原过程 380

12.1.4 电荷转移步骤 382

12.1.5 晶体生长过程 386

12.1.6 电镀的种类和影响因素 387

12.2 阳极氧化 396

12.3 红宝石膜的合成 398

12.4 铝的彩化 403

12.5 电泳涂料 406

参考文献 407

第十三章 电渗析 409

13.1 电渗析技术的基本原理及过程 409

13.2 离子交换膜 414

13.3 电渗析脱盐的原理和结构 428

13.4 电渗析工艺参数 430

13.5 电渗析技术的应用 433

参考文献 443

第十四章 电化学传感器和电化学变色显示 445

14.1 电化学传感器 445

14.1.1 气敏传感器 445

14.1.2 生物传感器 450

14.2.2 电化学变色材料 461

14.2 电化学变色显示 461

14.2.1 电化学变色显示现象 461

14.2.3 电化学显色器件特性及应用 464

参考文献 465

第十五章 金属的电化学加工 467

15.1 电解加工法 467

15.2 电蚀—电解加工法 470

15.3 电解磨削 471

15.4 电化学去毛刺 472

15.5 电铸 473

参考文献 478

第十六章 金属冶炼电化学 479

16.1 铝的熔盐冶金电化学 479

16.1.1 冰晶石-氧化铝熔盐的离子结构 480

16.1.2 铝电解机理 483

16.1.3 阴极副反应 486

16.1.4 阳极副反应 490

16.1.5 铝电解中的电流效率 495

16.1.6 氧化铝的分解电压 496

16.1.7 惰性电极 498

16.1.8 铝的电解精炼 502

16.1.9 氯化铝电解法 502

16.2 熔盐电解提取稀土元素 503

16.2.1 熔盐电解制取稀土金属的一般方法 503

16.2.2 熔盐电解提取稀土金属的特点 504

16.2.3 熔融稀土氯化物体系的电解 506

16.2.4 稀土氧化物在氟化物熔体中的电解 518

16.2.5 两种熔盐体系的比较 529

16.3 镁的电解制取 530

16.4 钠的电解制取 533

16.5 电解法制取金属粉末 534

16.6 金属的湿法冶炼和精炼 536

16.6.1 铜的电解精炼与冶炼 536

16.6.2 锌的电解冶炼 539

16.6.3 镍的电解精炼 540

16.6.4 铅的电解精炼 541

16.6.5 锡的电解精炼 542

16.6.6 锑的电解提取 544

16.6.7 汞的电解提取 546

16.6.8 钴的电解精炼 547

16.6.9 银的电解精炼 549

16.6.10 金的电解精炼 550

16.7 金的浸取 551

参考文献 554