第一章 绪论 1
1.1 工业电化学过程 1
1.1.1 电化学工业概况 1
前言 1
1.1.2 氯碱生产 2
1.1.3 金属的提取与精炼 7
1.1.4 有机物电合成 14
1.2 电化学过程设计与管理的若干概念 18
1.2.1 过程设计的基本考虑 18
1.2.2 成本分析 20
1.2.3 品质因数 22
1.3 电解过程的经济优化 24
1.3.1 数学模型 24
1.3.2 基于不同评估标准的优化 26
参考文献 31
2.1.1 可逆电池的开路电压 33
第二章 电化学热力学与动力学 33
2.1 电化学热力学 33
2.1.2 平衡电极电位 36
2.1.3 膜电位 38
2.1.4 电解质的活度与活度系数 42
2.2 电极反应的动力学方程 46
2.2.1 电极/溶液界面区的结构与性质 46
2.2.2 简单电荷传递反应 51
2.2.3 多步骤电极反应 55
2.2.4 动力学参数的意义和测定 58
2.2.5 非反应性物种吸附对反应速度的影响 63
2.3 浓差极化 65
2.3.1 传质的影响--Nernst扩散层模型 65
2.3.2 极限扩散电流与扩散过电位 67
2.3.3 传荷与传质联合控制时的j～E关系 70
2.3.4 传质速度测定的极限电流技术 71
2.4 电催化 73
2.4.1 电极的催化作用 73
2.4.2 间接的电化学转化 77
2.4.3 工业电化学过程中的电极 79
参考文献 82
第三章 物料衡算与能量衡算 83
3.1 物料衡算 83
3.2 电压衡算 87
3.2.1 电解过程的能量效率和电压效率 87
3.2.2 电压衡算式：影响槽电压的因素 88
3.2.3 电解质溶液的电导率 90
3.3 能量衡算 94
3.3.1 能量衡算的一般关系式 94
3.3.2 非等温操作与热衡算 95
3.3.3 流动反应器中的压力降 97
参考文献 102
第四章 电化学体系中的传输过程 103
4.1 电解质溶液中的传质方程 103
4.1.1 传质方程的一般形式 103
4.1.2 溶液中的电荷传输 104
4.1.3 传质方程中迁移项可略的两种情况 106
4.1.4 浓电解液中的传质 108
4.2 对流传质的理论分析 110
4.2.1 流体力学的若干概念 110
4.2.2 对流传质的理论方法 115
4.2.3 层流条件下平板电极上的传质 118
4.2.4 湍流条件下的对流传质 123
4.3 二维电极的传质公式 129
4.3.1 自然对流条件下的竖直电极 129
4.3.2 旋转圆盘电极 131
4.3.3 旋转圆筒电极 132
4.3.4 平行板反应器 134
4.3.5 气体析出电极 137
4.4 三维电极 143
4.4.1 多孔介质中流体的传输性质 143
4.4.2 固定床电极和流化床电极的传质系数 146
4.4.3 多孔电极的宏观均一模型 149
4.5 隔膜和离子交换膜中的传输 152
4.5.1 分离器的种类与选择 152
4.5.2 隔膜中的传输 156
4.5.3 离子交换膜 160
参考文献 163
附录 矢量与张量 166
第五章 电流分布 168
5.1 一次分布与二次分布 168
5.1.1 概述 168
5.1.2 一次电流分布 171
5.1.3 二次电流分布 173
5.1.4 电位分布 177
5.2 三次分布 178
5.2.1 一般情况 178
5.2.2 极限电流条件下的情况 181
5.2.3 其它类型过电位对电流分布的影响 182
5.3 三维电极中的电流电位分布 182
5.3.1 二次电流分布 182
5.3.2 电位分布 187
5.3.3 三次分布 188
5.4 电镀中的电流分布问题 190
5.4.1 宏观分散能力及其判据 190
5.4.2 整平作用 192
5.4.3 存在平行电极反应时的电流分布 193
参考文献 195
6.1 引言 198
第六章 电化学反应器设计 198
6.2 间歇式电化学反应器 204
6.2.1 非循环体系：快反应 204
6.2.2 非循环体系：慢反应 207
6.2.3 电解液连续循环的间歇式反应器 209
6.3 连续搅拌槽式电化学反应器(CSTER) 212
6.3.1 在极限电流条件下操作的理想反应器 212
6.3.2 准极限电流条件下的情形 217
6.3.3 慢反应 221
6.3.4 电化学反应器与化学反应器的组合系统 222
6.4 活塞流电化学反应器(PFER)：平行板电解器 225
6.4.1 基本设计方程和慢反应的情形 225
6.4.2 快速反应：均匀电流密度近似处理 228
6.4.3 恒电压操作 232
6.4.4 气体析出反应：电极电阻与溶液电阻的影响 236
6.4.5 双室反应器中离子迁移的影响 242
6.4.6 弥散对活塞流操作的影响 244
6.5 平行板反应器单元的组合 245
6.5.1 单极式与双极式的电连接方式 245
6.5.2 电解液串联流动与并联流动的选择 247
6.5.3 串联流动时的单极式反应器组 250
6.5.4 串联流动时的双极式反应器组 252
6.6 颗粒床反应器 255
6.6.1 金属电位恒定的模型 256
6.6.2 金属电位可变的模型 261
6.6.3 慢反应的情况 265
6.7 电化学反应器的结构材料 268
6.7.1 金属的腐蚀行为 268
6.7.2 常用的金属材料和碳材料 272
6.7.3 其它材料 274
参考文献 275
常用符号一览表 277