电化学基本原理及应用PDF电子书下载

1金属电沉积过程的基本原理与概念 1

1.1电极电势和电动势 1

1.1.1电极电势 1

1.1.2原电池的电动势 2

1.1.3参比电极 2

1.1.4标准电极电势 3

1.2标准状态下的电动势与电池反应的吉布斯自由能的关系 4

1.3标准状态下的电动势与电池反应的平衡常数的关系 5

1.4Nernst方程 5

1.4.1原电池的Nernst方程 5

1.4.2电极电势的Nernst方程 6

1.5金属电沉积的定义与范畴 6

1.6金属电沉积过程的主要特征及其研究方法 7

1.7法拉第定律和电流效率 7

1.8金属离子在阴极的电沉积 9

1.8.1金属离子在阴极电沉积的可能性 9

1.8.2简单金属离子的还原过程 9

1.8.3金属络离子的阴极还原过程 11

1.9金属在阴极共沉积 12

1.9.1合金镀层的结构 12

1.9.2合金电共沉积的条件和类型 13

1.10金属电结晶过程理论与模型 16

1.11金属电沉积过程中的阴极极化作用和超电势 19

1.11.1受扩散控制的浓差极化特征 20

1.11.2受电化学反应步骤控制的电化学极化特征 21

1.11.3受浓差极化和电化学极化联合控制的极化特征 23

1.11.4电结晶超电势 25

1.12电流和金属电沉积物在阴极表面的分布 28

1.12.1电解液的分散能力和覆盖能力 28

1.12.2金属电沉积时阴极上的电流分布 29

1.12.3测定阴极电流分布的装置 32

1.12.4改善阴极电流分布的机械措施 33

1.12.5微观分散能力 33

1.13影响金属电沉积的因素 34

1.13.1金属基体及其表面性质 34

1.13.2电解液性质 35

1.13.3工艺因素的影响 42

1.14金属阳极的正常溶解与自溶解 46

1.14.1金属阳极的正常溶解与自溶解机理 46

1.14.2金属阳极的钝化 48

复习与思考题 49

2金属电解精炼和湿法电冶金 51

2.1铜的电解精炼 51

2.1.1概述 51

2.1.2铜电解精炼过程的理论基础 52

2.1.3铜的电解精炼工艺 57

2.2由铜合金电解铜 62

2.3从矿石中电解提取铜——铜的湿法电冶金 63

2.4银的电解精炼 64

2.4.1精炼银的理论基础 64

2.4.2精炼银的工艺 65

2.4.3泥渣和电解液的处理 66

2.4.4废饰银的电解 66

2.5金的电解精炼 67

2.5.1电解精炼金的理论基础 67

2.5.2金的电解工艺 69

2.6锌的湿法电冶金 69

2.6.1湿法电解制锌的一般流程 69

2.6.2电解锌的理论基础 70

2.6.3影响电流效率的因素 71

2.6.4锌的电解工艺 72

2.7粗铅电解精炼 73

2.7.1铅电解的电极反应过程 73

2.7.2电解过程中杂质的行为 74

2.7.3铅电解主要工艺 75

2.7.4电解技术条件及其控制 77

2.7.5电解设备 81

2.7.6阳极泥的洗滤 82

2.7.7铅电解液的净化 84

2.7.8析出铅的熔化与铸锭 84

2.8镍的电解精炼 85

2.8.1镍电解精炼过程 86

2.8.2硫化镍（镍锍）阳极电解精炼的电极反应 86

2.8.3镍电解阳极液的净化 87

2.8.4硫化镍阳极电解精炼主要工艺 98

2.9钴的电解精炼 106

2.9.1钴电解精炼过程的电极反应 109

2.9.2粗钴阳极的制备 110

2.9.3钴电解过程中主要杂质的行为 111

2.9.4钴电解精炼主要技术条件的控制 111

2.9.5钴电解精炼的主要设备 113

2.9.6钴电解精炼的阳极液净化 114

2.10锡的电解精炼 115

2.10.1概述 115

2.10.2粗锡电解精炼 116

2.10.3焊锡电解精炼 122

复习与思考题 125

3金属电镀 126

3.1电镀铜 127

3.1.1硫酸盐镀铜 128

3.1.2氰化物镀铜 131

3.1.3焦磷酸盐镀铜 134

3.1.4有机磷酸盐镀铜——HEDP镀铜 138

3.2电镀银 140

3.2.1镀银预处理方法 141

3.2.2氰化物镀银 143

3.2.3硫代硫酸盐镀银 144

3.2.4烟酸镀银 147

3.2.5防止镀银层变色的措施 147

3.3电镀金 149

3.3.1氰化物镀金 150

3.3.2柠檬酸盐酸性镀金 151

3.3.3亚硫酸盐碱性镀金 152

3.4电镀锌 153

3.4.1氰化物镀锌 153

3.4.2酸性镀锌 154

3.4.3氨三乙酸-氯化铵镀锌 157

3.4.4碱性锌酸盐镀锌 159

3.4.5锌镀层的钝化和漂白处理 162

3.5电镀镍 163

3.5.1镍镀层概论 163

3.5.2镀镍过程的电极反应和极化曲线 164

3.5.3普通镀镍镀液配方及工艺条件 165

3.5.4光亮镀镍镀液配方及工艺条件 166

3.5.5多层镀镍 167

3.5.6镀黑镍 169

3.6电镀铬 170

3.6.1铬镀层性质与镀铬工艺特点 170

3.6.2镀铬电极反应和极化曲线 171

3.6.3几种镀铬镀液配方及工艺条件 172

3.6.4三价铬镀液镀铬 175

3.6.5镀黑铬 176

3.7电镀铜锡合金 177

3.7.1概述 177

3.7.2氰化物镀铜锡合金 177

3.7.3焦磷酸盐-锡酸盐镀铜锡合金 178

3.7.4HEDP镀铜锡合金 180

复习与思考题 181

4金属制品表面处理 182

4.1磨光 182

4.2抛光 183

4.2.1机械抛光 183

4.2.2化学抛光 183

4.2.3电化学抛光 187

4.3除油 191

4.3.1有机溶剂除油 192

4.3.2化学除油 193

4.3.3电化学除油 194

4.3.4擦拭除油 195

4.3.5滚筒除油 195

4.4侵蚀 195

4.4.1常用侵蚀剂 195

4.4.2缓蚀剂 196

4.4.3金属零件侵蚀液举例 196

4.5金属制件表面除油除锈一步法 198

4.6金属制件电镀前表面预处理的一般流程 199

4.7金属及其合金表面着色 199

4.7.1铜及铜合金的表面着色 199

4.7.2钢铁表面着色 201

4.7.3银及银合金表面着色 203

4.7.4铝及铝合金表面着色 204

4.8钢铁磷化处理 209

4.8.1钢铁磷化的原理 209

4.8.2钢铁磷化的工艺 210

4.8.3其他磷化工艺 216

复习与思考题 218

5电化学方法在治理废水中的应用 219

5.1内电解法处理废水 219

5.1.1内电解法处理印染废水 220

5.1.2内电解法处理含油废水 222

5.2电解凝聚法处理废水 223

5.2.1电解絮凝法处理印染废水 223

5.2.2电解絮凝法处理织布厂废水 224

5.2.3电解絮凝法处理造纸废水 224

5.2.4电解絮凝法处理有机废水 224

5.3电解气浮法处理废水 227

5.4电化学氧化法处理废水 229

5.4.1直接氧化法处理废水 229

5.4.2间接氧化法处理废水 230

5.5电还原法处理废水 231

5.5.1铬离子去除 231

5.5.2重金属回收 231

5.5.3氯代烃还原脱氯 232

5.5.4铜氰络合物电镀废液治理 232

5.6电渗析法处理废水 232

5.6.1电渗析除盐原理 233

5.6.2电渗析过程 233

5.6.3电渗析设备 233

5.6.4电渗析器电流效率 236

5.6.5电渗析器本体电耗计算 236

5.6.6电渗析技术在苦咸水和海水淡化中的应用 236

复习与思考题 237

6电化学在化学电源中的应用 238

6.1化学电源的特点、分类和性能指标 238

6.1.1化学电源的特点 238

6.1.2化学电源的分类 238

6.1.3化学电源的性能指标 239

6.2碱性锌锰电池 240

6.2.1概述 240

6.2.2基本制造工艺 241

6.2.3应用 242

6.3铅酸蓄电池 243

6.3.1概述 243

6.3.2工作原理 243

6.3.3基本组成与制造工艺 244

6.3.4注意事项 245

6.4镍氢电池 247

6.4.1概述 247

6.4.2贮氢合金材料 247

6.4.3镍氢电池的制作 248

6.5锂原电池 249

6.5.1概述 249

6.5.2锂二氧化锰电池 250

6.6锂离子电池 254

6.6.1概述 254

6.6.2工作原理 254

6.6.3结构与基本组成 255

6.6.4电池制造工艺流程 257

6.7燃料电池 257

6.7.1概述 257

6.7.2碱性燃料电池 258

复习与思考题 262

参考文献 263