電極過程動力學：基礎、技術與應用 徐艷輝,耿海龍著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐艷輝，耿海龍著 著

圖書標籤:

• 電化學
• 電極過程
• 動力學
• 基礎
• 技術
• 應用
• 徐艷輝
• 耿海龍
• 材料科學
• 化學工程

店鋪： 南源圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122235008

商品編碼：15318897225

包裝：平裝

齣版時間：2015-07-01

圖書基本信息
圖書名稱	電極過程動力學：基礎、技術與應用	作者	徐艷輝,耿海龍著
定價	38.00元	齣版社	化學工業齣版社
ISBN	9787122235008	齣版日期	2015-07-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	大32開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

本書受到電池、光伏等專業研發人員關注。 主要內容： 第1章電極過程動力學基礎知識，包括基本概念、濃差極化與電化學極化動力學特 徵、混閤控製。 第2章電化學測試技術，包括電極體係製 備、循環伏安、交流阻抗等。 第 3章應用電化學，對各電化學分支做簡 要的原理性介紹，包括非綫性電化學、二氧化碳電化學還原、溶解、電鍍、腐蝕等。

作者簡介

徐艷輝，在高校從事電化學相關研究；耿海龍，從事鋰電池材料研究與産業化，具有豐富的實際經驗。

目錄

第1章基礎 1.1能斯特方程推導 1.2電極電位 1.3水的特性 1.4電極過程動力學曆史 1.5電化學反應的特點 1.6三電極體係 1.7基本步驟簡述 1.8電極過程 1.9電極過程動力學研究的內容以及本書的思路 1.10界麵荷電層的形成與界麵圖像 1.11界麵吸附過程 1.12界麵模型 1.12.1緊密層模型 1.12.2分散層模型 1.12.3GCS模型 1.13電毛細麯綫 1.13.1毛細現象 1.13.2電容概念 1.13.3錶麵吸附量與錶麵超量的概念 1.13.4固體電極錶麵張力測定方法 1.13.5電毛細麯綫用途 1.13.6錶麵活性的一般規律 1.14吸附等溫式 1.15電化學步驟的動力學方程 1.15.1基本方程 1.15.2交換電流與溫度的關係 1.15.3標準反應速率常數 1.15.4交換電流與標準反應速率常數的關係 1.16電化學平衡與電化學極化 1.16.1目標體係平衡電位的建立 1.16.2淨電流 1.17控製步驟的概念 1.18相間電勢與電動勢 1.19零電荷電位 1.20特性吸附 1.21液相傳質步驟動力學 1.21.1擴散驅動力簡述 1.21.2擴散 1.21.3濃差極化 1.21.4擴散層、邊界層、界麵雙電層 1.21.5擴散層中電場對穩態擴散的影響 1.22混閤控製 1.23分散層電位的影響 1.24多電子、多步驟電化學過程 1.24.1前置化學轉化步驟分析 1.24.2後置化學轉化步驟分析 第2章測試技術 2.1電極體係製備簡述 2.1.1溶液配置 2.1.2電極製備 2.1.3歐姆壓降的乾擾 2.1.4陣列式電極微電極組 2.1.5薄液膜電池 2.1.6參比電極 2.1.7突齣控製步驟 2.2暫態擴散動力學測試技術簡介 2.2.1平麵電極 2.2.2微電極 2.2.3界麵雙電層的乾擾 2.3混閤控製中的暫態技術 2.3.1恒電流階躍，反應完全不可逆 2.3.2電勢階躍技術，反應完全不可逆 2.3.3完全可逆反應，恒電位階躍 2.3.4準可逆條件下的恒電位階躍 2.4鏇轉(圓環)圓盤電極 2.5循環伏安 2.5.1循環伏安 2.5.2界麵電容與串聯電阻對CV的影響 2.5.3吸附物質的CV 2.5.4多步過程的CV 2.6雙電位階躍 2.7微電流階躍 2.8雙階躍消除界麵雙電層的乾擾 2.9恒電量階躍 2.10交流技術 2.10.1基本元器件的阻抗特徵 2.10.2CDC碼 2.10.3兩個以上時間常數的電路 2.10.4無限傳輸綫模型簡述 2.10.5雙麯元件 2.10.6Warburg阻抗 2.10.7其它效應 2.10.8大極化條件下的EIS 2.10.9交流極譜技術簡介 2.10.10可逆性 2.10.11KK關係 2.10.12阻抗數據的處理 2.10.13分形幾何效應 2.10.14多孔效應 2.10.15擬閤結果的識彆 第3章應用 3.1HRR反應分析 3.2溶解過程簡述 3.3金屬電沉積 3.4鈍化現象 3.5腐蝕現象 3.6燃料電池原理 3.7一次電池 3.8二次電池簡述 3.8.1有效放電容量 3.8.2充放電麯綫信息 3.8.3堿錳電池 3.8.4鉛酸電池 3.8.5H2鎳電池 3.8.6ZnNi電池 3.8.7FeNi電池 3.8.8超鐵電池 3.8.9CdNi電池 3.8.10ZnAgO電池 3.8.11鎳氫電池 3.8.12鋰（離子）電池 3.9非綫性電化學現象 3.9.1分歧 3.9.2單晶Pt電極上CO化學氧化 3.9.3電化學振蕩分類 3.9.4數學模型 3.9.5非綫性電化學行為的實驗研究 3.9.6非綫性電化學現象研究的難點 3.9.7燃料電池催化劑利用率 3.10氯堿電解工程簡述 3.11快離子導體簡述 3.12醫用特種電池簡述 3.12.1ZnHgO原電池 3.12.2LiI2原電池 3.12.3中倍率鋰基電池 3.12.4高倍率鋰基電池 3.12.5二次電池 3.12.6展望 3.13掃描隧道顯微鏡技術簡介 3.14CO2電化學還原 3.15環境電化學簡述 3.16電化學電容器簡介 3.17電化學傳感器簡介 3.18油水界麵電化學簡介 參考文獻

編輯推薦

文摘

序言

深入理解現代材料的界麵現象：電化學與錶麵科學前沿進展 本書係統梳理瞭電化學過程在現代材料科學與工程領域中的核心地位，並聚焦於界麵現象的微觀機製、先進錶徵技術及其在能源、環境和生物醫學等關鍵領域的廣泛應用。內容涵蓋瞭從基礎理論到尖端實驗方法的全景式介紹，旨在為研究人員、工程師及高年級學生提供一個全麵而深入的知識框架。 第一部分：電化學基礎理論與熱力學框架 本部分奠定瞭理解電化學現象的理論基石。首先，詳細闡述瞭電化學熱力學的基本原理，包括吉布斯自由能與電化學勢的關係，並深入分析瞭電極-溶液界麵上的電荷分布與雙電層結構。我們討論瞭經典泊鬆-玻爾茲曼理論的局限性，並引入瞭更貼近實際的非綫性電解質理論模型，如弗洛伊德-赫姆霍茲模型和更先進的積分方程方法，以精確描述不同離子強度和電勢下雙電層的形態。 隨後，內容轉嚮電化學動力學。重點解析瞭電荷轉移反應的微觀過程，特彆是過渡態理論在描述電化學反應速率常數中的應用。詳細探討瞭過電位（Overpotential）對反應速率的控製作用，並基於巴特勒-沃爾默（Butler-Volmer）方程，推導瞭在不同極限條件（如高過電位下的塔菲爾（Tafel）區）下的電流密度關係。對控製步驟（如電荷轉移、質量傳輸、錶麵吸附/脫附）的識彆與量化進行瞭深入探討，並介紹瞭如何利用極化麯綫分析復雜多步反應的機理。 第二部分：電極材料的結構與性能 本部分聚焦於構成電化學係統的核心——電極材料的本徵特性。內容涵蓋瞭金屬、半導體、導電聚閤物和碳基材料在電化學環境中的行為。 針對金屬電極，討論瞭錶麵能、晶麵效應以及錶麵缺陷（如晶界、空位）對電荷轉移動力學的影響。特彆關注瞭電極錶麵形貌對實際工作麵積和催化活性的調控作用。 在半導體電化學領域，重點分析瞭光電化學（PEC）體係。詳細講解瞭半導體能帶結構（導帶、價帶、費米能級）在溶液中的重構，以及空間電荷層（空間電荷區）的形成。探討瞭光生載流子（電子-空穴對）的分離、傳輸和界麵反應動力學，為高效光催化劑的設計提供瞭理論指導。 對於多孔電極，如鋰離子電池或燃料電池中的催化層，本書引入瞭基於傳輸綫模型和有效介質理論的分析方法。討論瞭孔隙率、連通性以及反應物在三相界麵（電解質、電極、氣體/液體）上的有效傳輸機製，這是理解宏觀器件性能的關鍵。 第三部分：先進電化學錶徵技術與原位分析 理解電化學過程，必須依賴於高靈敏度和高時空分辨率的錶徵技術。本部分全麵介紹瞭當前電化學研究中最前沿的錶徵手段。 電化學譜學方法： 詳細闡述瞭電化學阻抗譜（EIS）的理論基礎，包括電化學過程的等效電路模型構建與參數解析，如何區分雙電層電容、歐姆電阻和反應動力學電阻。此外，介紹瞭循環伏安法（CV）的定量分析，以及脈衝電流技術在消除擴散控製效應中的應用。 錶麵敏感技術： 深入講解瞭錶麵增強拉曼散射（SERS）在識彆界麵吸附物種方麵的獨特優勢。介紹瞭X射綫吸收精細結構（XAFS）和X射綫光電子能譜（XPS）在確定電極材料氧化態和化學環境方麵的應用。重點突齣瞭同步輻射光源支持下的原位/非位（In Situ/Operando）錶徵技術。例如，如何利用原位X射綫衍射（XRD）追蹤充放電過程中晶體結構的相變，以及如何利用原位傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）實時監測反應中間體的生成與消失。 微區與單顆粒分析： 討論瞭利用微電極陣列（MEA）技術對異質錶麵進行局部電化學性質成像的方法。介紹瞭掃描開爾文電勢顯微鏡（SKPM）和原子力顯微鏡（AFM）電化學模式（EC-AFM）在空間分辨電勢分布和形貌演變監測上的能力。 第四部分：電化學在關鍵技術領域的應用前沿 本部分將理論和技術應用於解決實際工程問題，覆蓋瞭當前電化學領域最熱門的幾個方嚮。 能源存儲係統： 針對下一代電池技術，如鋰硫電池、固態電池和金屬空氣電池，深入分析瞭界麵不穩定性、固態電解質界麵（SEI/SSB-electrolyte interface）的形成機理及其對循環性能的製約。探討瞭如何通過電解質添加劑和錶麵改性技術來優化界麵兼容性。 電催化與能源轉換： 重點分析瞭析氫反應（HER）、析氧反應（OER）、二氧化碳還原反應（CO2RR）等關鍵過程的電催化劑設計策略。討論瞭單原子催化劑（SACs）的電子結構調控與活性位點識彆，以及如何通過構築異質結來協同調控催化劑的電子結構和反應路徑。 電化學閤成與材料製造： 介紹瞭電化學方法在精細化學品閤成中的綠色優勢，並探討瞭電化學沉積（Electrodeposition）在製備納米結構材料、功能薄膜和高精度器件方麵的最新進展。特彆關注瞭電化學刻蝕和電化學閤成有機物的最新突破。 生物電化學與傳感： 闡述瞭生物分子（如酶、DNA）在電極錶麵的固定化技術，以及如何利用電化學信號（電流、電位）來檢測生物標誌物。分析瞭電化學傳感器中非特異性吸附的抑製策略和信號放大機製。 本書結構嚴謹，理論深入淺齣，強調實驗方法的關聯性，旨在為讀者提供一個跨越基礎研究和工程應用的完整知識體係，助力科研人員在電化學這一多學科交叉領域取得創新突破。

評分☆☆☆☆☆

讀完一部分內容後，我發現這本書的視野是極其開闊的。它並沒有局限於傳統的電池或腐蝕領域，而是將電化學動力學原理無縫銜接到瞭一係列新興的熱點研究方嚮上。例如，對於燃料電池催化劑界麵反應活性的分析，以及在微納尺度下電荷傳輸的特殊行為，都有著相當深入的討論和前瞻性的見解。這種廣闊的覆蓋麵，使得這本書的生命力非常強勁，它不僅僅是迴顧曆史成就，更是在為未來研究指明方嚮。它鼓勵讀者去思考，如何將這些已經成熟的動力學模型應用於那些尚未完全被探索的材料體係或極端工作環境下。可以說，這本書不僅提供瞭堅實的知識基礎，更重要的是，它成功地在讀者心中種下瞭一顆探索未知、勇於創新的種子，其價值遠遠超齣瞭教科書本身的範疇，更像是一本驅動創新的工具書。

評分☆☆☆☆☆

初翻閱這套書的章節目錄時，我被其邏輯性的流暢度深深摺服。它並非簡單地羅列知識點，而是構建瞭一個從宏觀到微觀、從理論基石到尖端技術的完整認知框架。開篇對電化學熱力學和傳輸現象的梳理，就像是在為一棟復雜的建築打下堅實的地基，所有的後續討論，無論是界麵反應的動力學解析，還是實際工程中的應用挑戰，都建立在這個穩固的基礎之上。章節間的過渡自然得像是水流的匯聚，沒有生硬的跳躍或突兀的引入，這對於理解一個相互關聯性極強的學科至關重要。特彆是它如何巧妙地將經典的理論模型與現代實驗技術有機結閤起來，讓人在學習“是什麼”的同時，也清晰地明白瞭“如何測量”和“如何驗證”。這種結構設計極大地降低瞭初學者麵對復雜體係時的畏懼感，同時也為資深研究人員提供瞭一個清晰的迴溯和校驗的路徑，真正做到瞭雅俗共賞，體現瞭編著者深厚的教學功力和對學科脈絡的精準把握。

評分☆☆☆☆☆

我尤其欣賞書中對於實驗技術描述的細緻程度。在許多教材中，對諸如循環伏安法（CV）或電化學阻抗譜（EIS）的介紹往往流於錶麵，隻給齣麯綫的特徵和簡單的判據。然而，這本書顯然是為那些真正打算動手操作的科研人員準備的。它不僅解釋瞭不同掃描速率或頻率範圍對信息獲取的影響，更深入探討瞭實驗誤差的來源，甚至提到瞭特定電極材料在不同溶劑體係中可能齣現的僞信號。這種近乎“野外作業指南”的實用性描述，對於實驗工作者來說價值連城。它教會的不僅僅是如何“運行”一個實驗，更是如何“設計”一個可靠、有意義的電化學實驗。這種將理論與實踐的鴻溝成功架設起來的努力，是這本書最寶貴的財富之一，它讓我對實驗數據的解釋能力得到瞭質的飛躍，不再滿足於錶麵的現象觀察。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的第一印象。那種深沉的、帶著金屬光澤的藍色調，配上抽象的電化學反應示意圖，立刻營造齣一種嚴謹而前沿的科研氛圍。我感覺自己仿佛手裏捧著的不是一本教科書，而是一份最新的研究報告。裝幀質量也相當紮實，紙張的質感很舒服，印刷的字體清晰銳利，即便是那些復雜的公式和圖錶，也展現齣極高的專業水準。在拿起這本書的那一刻，我就知道，作者團隊在細節處理上傾注瞭極大的心血。它不僅僅是一門學科的載體，更像是一件精心打磨的工藝品，預示著裏麵內容的不凡深度和廣度。對於一個希望深入探究某一前沿領域的學習者來說，這種外在的專業感無疑是極具吸引力的，它首先在視覺和觸覺上就建立起瞭一種對知識的敬畏感，讓人迫不及待地想要翻開扉頁，去探索那隱藏在精美外殼之下的科學奧秘。這種對物理形態的注重，體現瞭作者對讀者閱讀體驗的尊重，也側麵反映齣他們對自身研究成果的自信與珍視。

評分☆☆☆☆☆

這本書在闡述復雜概念時所采用的敘事方式，著實與我過去讀過的許多同類著作大相徑庭。它很少陷入純粹的數學推導迷宮，而是通過大量的、貼閤實際的案例和類比來闡釋抽象的物理化學原理。我記得其中一處關於界麵極化電阻的講解，作者竟然引用瞭關於管道流體阻力的例子進行對比，一下子就讓原本晦澀難懂的電荷轉移阻抗變得直觀可感。這種“由錶及裏，循序漸進”的教學策略，極大地激發瞭我繼續閱讀的欲望。它不像是在“灌輸”知識，更像是在引導一場深入的思維探險，作者像是經驗豐富的嚮導，總能在關鍵節點提供必要的工具和清晰的指引，確保讀者既能領略沿途的風景（理論深度），又不會在崎嶇的山路上迷失方嚮。這種以理解為核心的寫作風格，使得那些原本隻存在於理論模型中的“理想電極”，在讀者的腦海中逐漸變得鮮活和真實起來。