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电化学研究方法
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  • 电子书积分:11 积分如何计算积分?
  • 作 者:蔡铎昌编著
  • 出 版 社:成都:电子科技大学出版社
  • 出版年份:2005
  • ISBN:7810948563
  • 页数:262 页
图书介绍:本书介绍电极过程的主要特征和典型研究方法及其在几个过程中的应用,着重阐明其基本原理和基本方法,以引导开展电化学研究。本书可作为高等院校化学专业高年级大学生和物理化学(电化学)专业低年级研究生的教材。
《电化学研究方法》目录

第一章 绪论 1

1-1 电化学科学的发展 1

一、电化学研究的对象 1

二、电化学的形成 1

三、电化学发展的三个阶段 1

四、电化学的发展动向 3

1-2 电极过程的特征 4

一、电池反应和电极过程 4

二、电极过程的特征 5

三、三电极法 5

四、电极过程的基本历程 6

五、速控步骤 7

1-3 电极极化 8

一、电极极化现象 8

二、超电势 8

三、电极反应速度 8

四、极化曲线 9

五、研究极化曲线的作用 9

1-4 电化学研究的内容和方法 10

一、电化学研究的主要内容 10

二、电化学研究的目的 10

三、电化学的一般研究方法 10

四、电化学的常用测定方法 12

五、电化学反应机理研究示例——Kolbe反应机理的波谱现场电化学研究 14

第二章 稳态液相传质步骤的特征 19

2-1 研究液相传质特征的意义 19

2-2 液相传质的方式 20

一、液相传质的三种方式 20

二、液相传质基本方程 22

2-3 稳态扩散传质过程的特征 23

一、稳态扩散与暂态扩散 23

二、理想情况下的稳态扩散过程 24

三、实际情况下的稳态扩散过程 26

2-4 稳态浓差极化的曲线和方程 29

一、扩控浓差极化方程 29

二、扩散步骤控制时的特征 35

2-5 电迁移对扩散电流的影响 36

一、定性剖析 36

二、定量关系 37

三、一般规律 38

四、加入足量惰性电解质,可忽略电迁移的定量说明 39

第三章 稳态电荷转移步骤的特征 40

3-1 电化学极化概述 40

一、电化学极化的基本方程 40

二、电化学极化的特征 41

三、电化学反应的“表观活化能” 41

3-2 电极电势对稳态电极反应速度的影响 42

一、改变电极电势影响电极反应速度的两种方式 42

二、改变电极电势对电极反应活化能的影响 43

三、改变电极电势对电极反应速度的影响——电化学反应步骤的动力学方程 45

3-3 稳态电荷转移步骤的基本动力学参数 48

一、传递系数α和β 48

二、交换电流密度i0 48

三、标准电极反应速度常数K 49

四、i0和K的关系 50

3-4 电化学平衡和电化学极化的特征 51

一、电化学平衡的特征 51

二、电化学极化的特征 52

三、从极化曲线测定电极反应的动力学参数 55

3-5 浓差极化和电化学极化并存时的特征 56

一、混控时电极反应速度的动力学方程 56

二、混控时的动力学分析 57

3-6 浓差极化特征和电化学极化特征的比较 58

第四章 稳态过程的旋转圆盘电极研究方法 60

4-1 旋转圆盘电极概述 60

一、旋转圆盘电极(RDE)的结构 60

二、旋转圆盘电极的作用原理 61

三、旋转圆盘电极的设计要求 62

4-2 旋转圆盘电极上的特征和应用 62

一、旋转圆盘电极上扩控时的特征 62

二、旋转圆盘电极上混控时的特征及应用 64

4-3 旋转圆盘——圆环电极(RRDE)概述 68

一、旋转圆盘——圆环电极的结构 68

二、旋转圆盘——圆环电极的作用 69

第五章 暂态电极过程特征 71

5-1 稳态和暂态电极过程概述 71

一、两者的区别 71

二、影响建立稳态电极过程的因素 71

5-2 扩散控制的暂态电极过程的特征 72

一、平面电极上(一维线性)暂态扩散过程 72

二、球状电极上的(对称球面)暂态扩散过程 75

5-3 混合控制的暂态电极过程的特征 76

一、电流阶跃法下的特征 76

二、电势阶跃法下的特征 77

5-4 界面双电层对暂态电极过程的影响 78

一、电流阶跃法下的影响 78

二、电势阶跃法下的影响 79

5-5 暂态快速测定动力学参数 80

一、用电流阶跃法测定 81

二、用电势阶跃法测定 82

第六章 暂态过程的电势扫描研究方法 84

6-1 电势扫描法的一般原理 84

一、电势扫描法的含义 84

二、电势扫描法的测定线路 85

三、电势扫描法的原理 85

6-2 电势单扫描的特征 88

一、扩散步骤控制的可逆过程 88

二、电化学步骤控制的完全不可逆过程 91

三、混合控制的部分可逆过程 93

四、同一体系中的关系 94

6-3 电势循环扫描的特征 95

一、循环电势扫描曲线的峰值确定 95

二、扩控的可逆过程的特征 97

三、混控的部分可逆过程的特征 97

6-4 影响电势扫描的一些因素 98

一、电极/溶液界面双电层电容的影响 98

二、溶液未补偿电阻的影响 99

三、两者的影响 99

6-5 电势扫描法的一些应用 99

一、对新体系的反应机理的探索 99

二、判断电极反应是否可逆 100

三、测定动力学参量 101

四、判断电化学—化学偶联反应 102

五、判断催化反应 103

六、判断电极表面强、弱吸附 104

第七章 暂态过程的交流阻抗研究方法 105

7-1 交流阻抗法概述 105

一、交流阻抗法 105

二、电解池的等效电路 106

7-2 线性元件电路的交流阻抗 108

一、交流电的表示方法 108

二、线性元件的交流阻抗 110

7-3 电极过程的电解阻抗 114

一、正弦交流电引起的电极表面浓度变化 114

二、扩控电极过程的电解阻抗——瓦伯Warburg阻抗 115

三、电控电极过程的电解阻抗 117

四、混控电极过程的电解阻抗 118

7-4 电极体系的复数阻抗图及动力学参数测定 118

一、电极体系的等效电路 119

二、电极体系的复数阻抗 119

三、动力学参数测定 121

7-5 交流阻抗法在反应机理研究方面的一些应用 123

一、电化学吸附的交流阻抗 123

二、有吸附中间产物电极反应的交流阻抗 125

第八章 金属腐蚀电化学 129

8-1 金属腐蚀概述 129

一、金属腐蚀及研究意义 129

二、腐蚀的分类 129

三、腐蚀速度的表示方法 130

8-2 金属腐蚀的倾向 131

一、标准电极电势表 131

二、电偶序 131

三、电位-pH图 132

8-3 电化学腐蚀电池 135

一、腐蚀电池 135

二、微腐蚀电池 136

三、宏腐蚀电池 136

8-4 腐蚀电极过程的特征 137

一、腐蚀极化图——Evans图 137

二、析氢腐蚀的特征 138

三、吸氧腐蚀的特征 139

8-5 金属腐蚀速度的电化学测量 141

一、极化曲线外延法 141

二、线性极化法 143

三、三点法和四点法 145

四、扫描微电极法 146

8-6 金属防腐 147

一、金属防腐的一般措施 147

二、缓蚀剂防腐 148

三、电化学防腐 151

8-7 金属的钝化 154

一、钝化现象 154

二、钝化的影响因素 155

三、钝化的机理 155

8-8 金属在土壤中的电化学腐蚀 156

一、土壤的组成和性质 156

二、土壤腐蚀的特点 157

三、土壤腐蚀的方式 159

8-9 金属腐蚀电化学研究示例——钨酸盐与苯并三唑对X70钢协同缓蚀作用的研究 160

一、腐蚀电化学研究方法 161

二、实验结果及讨论 161

第九章 环境电化学 165

9-1 环境电化学概述 165

一、环境电化学及其常用研究方法 165

二、电化学方法治理环境污染物的优点 165

三、污染物电化学治理的分类 166

9-2 污水的电化学治理 167

一、不溶性阳极氧化法 167

二、阴极还原法 170

三、铁阳极溶解还原法 171

四、电解凝聚法 172

五、电浮离法 173

六、隔膜电解法 174

七、电渗析法 174

八、内电解法 176

9-3 气体污染物的电化学治理 177

一、气体污染物治理的一般方法 177

二、H2S的电化学治理 177

三、SO2的电化学治理 179

四、CO2的电化学治理 181

五、NOx的电化学治理 182

9-4 环境监测的电化学分析法 183

一、电化学分析概述 184

二、电化学分析的类型 184

三、电化学分析的优点 184

四、伏安分析法 185

五、极谱法 186

六、线性扫描伏安法 187

七、方波伏安法 188

八、脉冲伏安法 189

九、溶出伏安法 190

9-5 环境电化学监测研究示例——方波溶出伏安法同时测定废水中微量的锌、镉、铅和铜 191

一、实验方法 192

二、结果与讨论 192

三、结论 195

第十章 化学修饰电极电化学 196

10-1 化学修饰电极 196

一、修饰电极的含义 196

二、修饰电极的特性 196

三、修饰电极的功能 196

四、修饰电极的应用 197

10-2 化学修饰电极的电催化 198

一、修饰电极电催化的含义 198

二、修饰电极电催化的特征 198

三、修饰电极电催化的类型和原理 199

四、修饰电极电催化的影响因素 200

10-3 修饰电极的制备 201

一、修饰电极制备的常用方法 201

二、修饰电极的基底电极材料 201

三、共价键合法制备修饰电极 204

四、吸附法制备修饰电极 208

五、聚合物薄膜法制备修饰电极 211

六、组合法制备修饰电极 213

10-4 化学修饰电极的电催化功能的表征 215

一、稳态极化曲线法表征电催化 216

二、循环伏安法表征电催化 217

三、旋转圆盘是极法表征电催化 218

四、计时电位法表征电催化 220

10-5 化学修饰电极研究示例——多壁碳纳米管玻碳修饰电极测定维生素B6 220

一、多壁碳纳米管玻碳修饰电极(MWNT/GCME)的制备 220

二、MWNT/GCME的电化学行为 221

三、MWNT/GCME制备及VB6测定条件的优化 223

四、干扰实验 224

五、线性关系、检出限及电极重现性 224

六、维生素药片中VB6含量的测定 224

第十一章 有机物电化学合成 225

11-1 有机物电化学合成概述 225

一、有机物电化学合成的研究对象 225

二、有机电化学合成的类型 226

三、有机物电化学合成的形成和发展 227

四、有机物电化学合成的特征 228

11-2 有机物电化学合成技术 230

一、电解装置和电解方式 230

二、电化学反应器 233

三、电极 235

四、隔膜 239

五、介质 239

11-3 有机物电化学合成性能评价 240

一、电流效率 240

二、电解槽工作电压和电压效率 241

三、能耗及能量效率 245

四、转化率和产物收率 246

五、有机物电合成工业化 247

11-4 有机物电化学合成的发展方向 247

一、发展电解中特有反应的有机电合成 247

二、发展缩短工艺过程的有机电合成 247

三、发展使用廉价原料的有机电合成 247

四、发展间接的有机电合成 248

五、发展相转移有机电合成 249

六、发展三维电极有机电合成 249

七、发展修饰电极有机电合成 249

八、发展利用SPE法有机电合成 249

九、发展两极同时利用的成对有机电合成 250

十、发展生产高附加值产品的有机电合成 251

十一、发展能同时得到有机产品和电能的有机电合成 251

11-5 有机电合成示例——Kolbe反应 252

一、一元羧酸盐的电氧化反应 252

二、二元羧酸盐的电氧化反应 254

11-6 有机电合成研究示例——双环戊二烯基铁电化学合成的影响因素 256

一、电化学合成中的主要反应 256

二、电化学合成的实验方法 256

三、电化学合成的影响因素 257

四、电化学合成产品的鉴定 260

五、电化学合成的最佳条件 261

参考书目 262

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