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第一章 电极-电解质溶液界面上的双电层 1

1.1 双电层结构的理论模型 2

1.1.1 平行板电容器模型 2

1.1.2 Gouy-Chapman模型 3

1.1.3 Stern模型 7

1.1.4 Grahame模型 11

1.1.5 Bockris模型 15

1.2 理想极化电极的热力学性质 16

1.2.1 Lippmann方程 17

1.2.2 电毛细现象 19

1.2.3 零电荷电位 21

1.3 特性吸附 24

1.3.1 离子和分子在电极上的吸附 24

1.3.2 吸附等温线 27

参考文献 28

2.1.1 电化学反应的能级表示 30

第二章 电化学反应动力学 30

2.1 电化学反应的理论 30

2.1.2 电化学反应的电流-电位方程 31

2.1.3 标准速率常数和交换电流 35

2.2 电流-过电位方程 37

2.2.1 电流-过电位方程的一般形式 37

2.2.2 Butler-Volmer方程 39

2.2.3 Tafel公式 41

2.2.4 快速电极反应 44

2.3 传质的作用 45

2.3.1 质传递类型 45

2.3.2 稳态扩散的半经验处理 46

2.3.3 质传递效应对电流-过电位方程的影响 48

参考文献 50

3.1.1 拉普拉斯变换 51

第三章 扩散 51

3.1 数学准备 51

3.1.2 误差函数 56

3.1.3 Bessel方程和Bessel函数 58

3.2 两种溶液接界处的扩散——液接界电位 60

3.2.1 液接界电位的Henderson公式 60

3.2.2 两种特殊情况的液接界电位 61

3.2.3 液接界电位的间接测量和消除 64

3.3 电极附近的扩散 67

3.3.1 平板电极一维扩散 67

3.3.2 三维扩散 69

3.3.3 稳态扩散和非稳态扩散 71

3.4 非稳态扩散方程的求解 73

3.4.1 平板电极一维扩散 73

3.4.3 圆柱形电极内部的扩散 76

3.4.2 球形电极附近的扩散 76

3.5 旋转圆盘电极的稳态扩散 81

3.5.1 旋转圆盘电极的流体动力学 81

3.5.2 旋转圆盘电极上的质传递 82

参考文献 85

第四章 电位阶跃下的电化学反应 86

4.1 平板电极上的电位阶跃 86

4.1.1 阶跃至扩散控制电位 86

4.1.2 可逆电化学反应下的电位阶跃 89

4.1.3 准可逆电化学反应的电位阶跃 95

4.1.4 完全不可逆电化学反应的电位阶跃 99

4.2 球形电极上的电位阶跃 101

4.3 平板电极上的双电位阶跃 104

4.3.1 扩散方程的求解 105

4.3.2 电流-时间关系 110

参考文献 112

5.1 引言 113

第五章 电位扫描下的电化学反应 113

5.2 平板电极上的LSV电流响应 114

5.2.1 可逆反应 114

5.2.2 峰电流和峰电位 119

5.2.3 双电层电容和溶液电阻的影响 121

5.2.4 完全不可逆反应 122

5.2.5 准可逆反应 124

5.3 三角波电位扫描的电流响应 127

5.3.1 平板电极上的可逆反应 127

5.3.2 吸附物质的循环伏安图 130

参考文献 131

第六章 控制电流下的电化学反应 133

6.1 引言 133

6.2 控制电流条件下扩散问题的数学处理 134

6.3 恒电流法的Sand方程 136

6.4.1 可逆反应 139

6.4 恒电流下的电位响应 139

6.4.2 完全不可逆反应 140

6.4.3 微电流恒流下的准可逆反应 141

参考文献 143

第七章 电极交流阻抗 145

7.1 交流电回路 145

7.1.1 相角和复阻抗 145

7.1.2 电解池的等效电路 148

7.2 法拉第阻抗 149

7.2.1 法拉第阻抗的电路特性 149

7.2.2 电极反应的法拉第阻抗 150

7.2.3 由法拉第阻抗求动力学参数 154

7.2.4 法拉第阻抗的矢量图 156

7.3 交流阻抗测量结果的分析 157

7.3.1 电极交流阻抗的分解 157

7.3.2 复平面图形分析 160

7.3.3 实际电化学体系的复平面图 166

7.4 阻抗图的半圆旋转现象 167

参考文献 172

第八章 半导体光电化学基础 174

8.1 半导体和电解液的电子能级 174

8.1.1 半导体的电子能级 174

8.1.2 电解液的电子能级——绝对电极电位 178

8.2 半导体/电解液界面 179

8.2.1 平衡状态 179

8.2.2 平带电位 181

8.3 半导体电极的光效应 184

8.4 光电化学电池 185

8.4.1 再生光电化学电池 186

8.4.2 光电解电池 189

8.4.3 转化效率 192

参考文献 193

9.1 引言 195

第九章 电化学嵌入反应 195

9.2 嵌入反应热力学 196

9.2.1 反应自由能 196

9.2.2 平衡电极电位的热力学公式 198

9.3 电化学嵌入反应动力学 202

9.3.1 界面电荷迁移动力学公式 202

9.4 离子在电极内的扩散 205

9.4.1 平板电极内一维扩散 206

9.4.2 圆柱形电极内扩散 212

9.4.3 球形电极内扩散 214

9.5 嵌入电极反应的交流阻抗 217

9.5.1 扩散方程的求解 218

9.5.2 扩散阻抗 222

参考文献 225

符号表 227

索引 231