電極過程動力學導論(第三版) 查全性 科學齣版社

電極過程動力學導論(第三版) 查全性 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

查全性 著
圖書標籤:
  • 電化學
  • 電極過程
  • 動力學
  • 界麵科學
  • 腐蝕
  • 電鍍
  • 傳感器
  • 能量存儲
  • 材料科學
  • 分析化學
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店鋪: 科學齣版社旗艦店
齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030100139
商品編碼:1763585707
包裝:平裝
齣版時間:2002-06-01

具體描述

基本信息

書名:電極過程動力學導論(第三版)

作者:查全性

齣版社:科學齣版社

齣版日期:2002-06-01

ISBN:9787030100139

字數:528000

頁碼:431

版次:3

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:1.121kg

編輯推薦


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內容提要


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目錄


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作者介紹


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文摘


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序言


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《電化學界麵:結構、動力學與應用》 導言: 在現代科學與工業的廣闊天地中,電化學界麵扮演著至關重要的角色。從能源存儲與轉化,到生物傳感與醫藥,再到腐蝕防護與材料閤成,幾乎所有與電相關的技術進步都離不開對電化學界麵深刻的理解。理解電化學界麵的結構、控製其動力學過程,並最終將其應用於解決實際問題,是推動這些領域發展的核心驅動力。本書旨在係統地闡述電化學界麵的基本原理、研究方法以及在各個前沿領域的應用,為讀者提供一個全麵而深入的視角。 第一部分:電化學界麵的結構與性質 電化學界麵的結構是理解其一切行為的基礎。這一部分將從微觀層麵剖析電極/溶液界麵的形成機製,包括雙電層的構成、不同模型(如亥姆霍茲模型、古依-恰普曼模型、施特恩模型)的演變與適用性。我們將探討溶劑分子、離子在界麵的吸附、取嚮以及它們對界麵結構的細微影響。 1.1 雙電層的結構與模型: 1.1.1 界麵形成的根本原因: 電子在金屬和溶液中的能級錯配,電荷的重新分布,導緻界麵形成電勢差。 1.1.2 亥姆霍茲模型(Helmholtz Model): 最初的雙電層模型,將界麵視為平行闆電容器,強調離子在電極錶麵的緊密排列。詳細討論其局限性,如忽略瞭離子溶劑化和熱運動。 1.1.3 古依-恰普曼模型(Gouy-Chapman Model): 引入瞭熱力學概念,認為離子在界麵附近是擴散分布的,形成擴散層。深入分析擴散層厚度的影響因素(如離子強度、溫度)及其在不同濃度下的行為。 1.1.4 施特恩模型(Stern Model): 結閤瞭亥姆霍茲模型和古依-恰普曼模型的優點,提齣瞭內赫姆霍茲平麵(IHP)和外赫姆霍茲平麵(OHP)的概念,以及內層和外層(擴散層)的劃分。討論IHP和OHP的物理意義,以及它們在不同離子和溶劑體係中的錶現。 1.1.5 溶劑化層的影響: 探討溶劑分子(如水)在電極錶麵的定嚮排列,以及溶劑化殼層對離子行為和雙電層結構的影響。分析不同溶劑的介電常數、偶極矩等性質如何影響溶劑化層。 1.1.6 錶麵活性劑和吸附離子的作用: 深入研究錶麵活性劑和特定離子的吸附如何改變界麵結構,例如形成單分子層或多分子層,以及這些吸附對電勢分布和電化學反應的影響。 1.2 界麵電勢與電勢分布: 1.2.1 零電荷點(PZC)與零電位點(ZCP): 區分PZC(電極錶麵淨電荷為零)和ZCP(溶液中的電勢差為零)。探討它們之間的關係以及如何通過實驗測定。 1.2.2 界麵電勢的測量方法: 介紹電化學測量技術(如電勢滴定)來確定PZC。 1.2.3 電勢分布的理論模型: 基於不同的雙電層模型,推導和分析界麵上的電勢分布函數,理解電勢如何隨著距離電極錶麵而變化。 1.3 界麵上的電荷轉移: 1.3.1 電子和離子的傳遞機製: 闡述電子在金屬或半導體電極與溶液中的物質之間傳遞的量子力學基礎。 1.3.2 活化能與反應路徑: 討論電荷轉移反應的活化能概念,以及如何通過降低活化能來加速反應。 1.3.3 費米能級(Fermi Level)與氧化還原電勢: 解釋費米能級在金屬電極中的作用,以及它與溶液中氧化還原物種的標準電極電勢之間的關係。 第二部分:電化學界麵的動力學過程 瞭解瞭界麵的結構,我們便能深入研究在此結構上發生的各種動力學過程。這一部分將重點關注電荷轉移反應速率、物質傳輸以及界麵反應動力學。 2.1 電荷轉移動力學: 2.1.1 巴特爾方程(Butler-Volmer Equation): 詳細推導和解釋巴特爾方程,理解其在描述陰極和陽極反應動力學中的核心作用。分析陰極和陽極支路的指數依賴性,以及過電勢、交換電流密度、遷移係數等參數的物理意義。 2.1.2 塔菲爾方程(Tafel Equation): 介紹塔菲爾方程作為巴特爾方程在較大過電勢下的近似,並探討其在實驗數據分析中的應用。 2.1.3 塔菲爾斜率與反應機理: 討論塔菲爾斜率(b值)如何反映電荷轉移步驟的電子轉移數(nα),以及它在推斷電化學反應機理中的作用。 2.1.4 交換電流密度(i₀)的意義: 解釋交換電流密度作為反應動力學的關鍵參數,錶徵在平衡電勢下正逆反應速率的平衡。討論影響i₀的因素,如催化活性、反應物濃度、溫度等。 2.1.5 遷移係數(Transfer Coefficient): 深入理解遷移係數(α)的意義,它代錶瞭反應活化能隨電勢變化的部分。 2.1.6 影響電荷轉移速率的因素: 探討過電勢、電極材料性質、溶液組分(如催化劑、抑製劑)、溫度、壓力等因素如何影響電荷轉移的速率。 2.2 物質傳輸動力學: 2.2.1 擴散(Diffusion): 闡述濃度梯度驅動下的物質遷移,特彆是在平闆、圓柱體和球形電極錶麵附近的擴散過程。 2.2.2 遷移(Migration): 描述電場作用下離子的定嚮運動,以及其在電化學體係中的重要性。 2.2.3 對流(Convection): 討論外部攪拌或自然對流對物質傳輸的影響,以及如何通過控製對流來影響反應速率。 2.2.4 極限擴散電流(Limiting Diffusion Current): 解釋在充分攪拌或快速反應條件下,物質傳輸成為速率決定步驟時齣現的極限擴散電流,並介紹林明方程(Liming Equation)。 2.2.5 庫爾默方程(Cottrell Equation): 推導和應用庫爾默方程,用於描述瞬態電化學技術(如循環伏安法)中擴散控製的電流隨時間的變化。 2.3 界麵反應的復雜性: 2.3.1 吸附與解吸動力學: 研究反應物、産物或中間體在電極錶麵的吸附/解吸速率,以及它們如何影響整體反應動力學。 2.3.2 多電子轉移反應: 分析涉及多個電子轉移步驟的復雜反應機理,包括中間産物的形成與轉化。 2.3.3 錶麵重構與鈍化: 探討電化學過程引起的電極錶麵結構變化(如重構、腐蝕、鈍化膜的形成),以及這些變化對界麵動力學的影響。 2.3.4 錶麵催化與電催化: 深入研究電極材料的催化活性,以及如何通過設計新型催化劑來優化電化學反應的效率。 第三部分:電化學界麵研究方法與技術 精確地探測電化學界麵的結構和動力學是推動領域發展的關鍵。本部分將介紹一係列先進的實驗技術和理論計算方法。 3.1 電化學測量技術: 3.1.1 循環伏安法(Cyclic Voltammetry, CV): 詳細講解CV的原理、譜圖解析,如何通過CV確定氧化還原電勢、動力學參數(如擴散係數、電子轉移數)以及反應機理。 3.1.2 穩態極譜法(Polarography)與綫性掃描伏安法(Linear Sweep Voltammetry, LSV): 介紹這些技術在研究電極反應動力學中的應用,特彆是極限電流的測量。 3.1.3 計時電量法(Chronocoulometry)與計時安培法(Chronoamperometry): 闡述這些瞬態技術如何用於測定電荷轉移數、擴散係數以及研究反應動力學。 3.1.4 交流阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS): 深入講解EIS的原理,包括電化學阻抗的構成(電荷轉移電阻、雙電層電容、Warburg阻抗等),以及如何通過EIS模型擬閤來獲取界麵信息。 3.1.5 鏇轉圓盤電極(Rotating Disk Electrode, RDE)與鏇轉圓筒電極(Rotating Cylinder Electrode, RCE): 介紹這些技術在研究對流擴散過程和獲取穩定動力學數據中的應用。 3.2 錶麵科學與譜學技術: 3.2.1 掃描隧道顯微鏡(STM)與原子力顯微鏡(AFM): 講解這些掃描探針顯微鏡技術在原位觀察電極錶麵結構、形貌以及吸附物種的空間分布。 3.2.2 X射綫光電子能譜(XPS)與俄歇電子能譜(AES): 介紹這些錶麵敏感的譜學技術,用於分析電極錶麵的元素組成、化學態以及成鍵信息。 3.2.3 紅外光譜(IR)與拉曼光譜(Raman Spectroscopy): 探討它們在識彆吸附在電極錶麵的分子結構、官能團以及研究反應中間體方麵的應用。 3.2.4 紫外-可見吸收光譜(UV-Vis Spectroscopy)與熒光光譜(Fluorescence Spectroscopy): 介紹它們如何用於監測溶液中物種的濃度變化,以及在界麵上發生的電子躍遷過程。 3.3 理論計算方法: 3.3.1 量子化學計算(Quantum Chemistry Calculations): 介紹密度泛函理論(DFT)等方法在計算電極/溶液界麵的電子結構、吸附能、反應能壘以及預測反應路徑中的應用。 3.3.2 分子動力學模擬(Molecular Dynamics Simulations): 講解MD模擬如何用於研究溶劑分子和離子的動態行為,以及它們在界麵的相互作用和結構演化。 3.3.3 濛特卡洛模擬(Monte Carlo Simulations): 探討MC模擬在研究界麵相平衡、吸附行為以及粗粒化模型中的應用。 第四部分:電化學界麵在現代科學與技術中的應用 電化學界麵的研究成果已被廣泛應用於解決眾多關鍵科學和技術挑戰。本部分將聚焦其在能源、環境、生物醫學等領域的突齣應用。 4.1 能源轉換與存儲: 4.1.1 燃料電池(Fuel Cells): 詳細探討質子交換膜燃料電池(PEMFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)等中電極/電解質界麵的電荷轉移和物質傳輸過程,以及催化劑設計對提高效率的作用。 4.1.2 電池技術(Batteries): 聚焦鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池等中電極/電解質界麵的充放電機理,包括鋰/鈉離子嵌入/脫齣動力學、固態電解質界麵(SEI)的形成與演化,以及界麵穩定性對電池壽命的影響。 4.1.3 太陽能電池(Solar Cells): 介紹染料敏化太陽能電池(DSSC)、鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite Solar Cells)中光生載流子産生、傳輸以及與電解質界麵的電荷分離效率。 4.1.4 電解水製氫與氧(Water Splitting): 探討析氫反應(HER)和析氧反應(OER)在酸性、堿性及中性介質中的電催化機理,以及新型催化劑材料的設計。 4.1.5 二氧化碳還原(CO₂ Reduction): 介紹電化學將CO₂轉化為有價值化學品(如CO、甲醇、乙烯)的電催化過程,以及選擇性控製的挑戰。 4.2 環境科學與技術: 4.2.1 電化學廢水處理: 討論電化學氧化(EO)、電化學還原(ER)、電化學吸附等技術在降解有機汙染物、去除重金屬離子中的應用。 4.2.2 傳感器技術(Sensors): 介紹基於電化學界麵感知的傳感器,如生物傳感器、化學傳感器、氣體傳感器,用於環境監測、食品安全等領域。 4.2.3 腐蝕與防護: 深入分析金屬腐蝕的電化學機理,以及電化學防護方法(如陽極氧化、緩蝕劑)的原理。 4.3 生物醫學應用: 4.3.1 生物傳感與診斷: 聚焦免疫傳感器、核酸傳感器、葡萄糖傳感器等在疾病診斷、藥物監測中的應用,以及生物分子在電極錶麵的修飾與固定。 4.3.2 藥物輸送與控製釋放: 探討電化學方法在控製藥物釋放速率、靶嚮遞送等方麵的潛力。 4.3.3 神經接口與生物電信號: 介紹電極界麵在神經信號的讀取與刺激中的作用。 4.4 材料科學與閤成: 4.4.1 電沉積與電鑄(Electrodeposition and Electroforming): 講述電化學方法在製備納米材料、閤金、功能塗層等方麵的應用。 4.4.2 電化學閤成有機物: 介紹電化學方法在高效、綠色閤成復雜有機分子中的應用。 結論: 電化學界麵是一個充滿活力和挑戰的研究領域。通過對界麵結構、動力學過程及其相互關係的深入理解,結閤先進的實驗技術和理論計算方法,我們能夠不斷突破技術瓶頸,為解決能源危機、環境汙染、健康醫療等全球性難題提供創新的解決方案。本書的編寫旨在為讀者提供一個堅實的理論基礎和廣闊的視野,激發更多對電化學界麵現象的探索熱情,並最終推動相關科學技術邁嚮新的高度。

用戶評價

評分

一直以來,我對“電化學”這個概念都有些模糊,總覺得它離我的專業領域(比如機械設計)比較遙遠。然而,在一次偶然的機會下,我接觸到瞭《電極過程動力學導論》這本書,並且被它深深吸引。最讓我感到驚喜的是,作者查全性先生並沒有一開始就拋齣復雜的公式,而是從最基本、最直觀的電極反應入手。他用非常形象的比喻,比如“電子的‘攀登’過程”來解釋活化能,讓我這個對物理化學不太熟悉的讀者,也能快速理解反應速率的驅動因素。書中關於“電極反應的可逆性”的討論,也讓我豁然開朗。我瞭解到,並非所有的電極反應都能在瞬間達到平衡,有些反應需要時間來“舒展”,而這個“舒展”的過程,正是動力學研究的重點。作者在講解“法拉第過程”時,特彆強調瞭電荷在電極和電解質之間轉移的“微觀事件”,以及這些微觀事件的纍積效應如何宏觀地體現為電流。他還通過對比“法拉第過程”和“非法拉第過程”,讓我對電化學的範疇有瞭更清晰的認識。這本書的語言風格非常獨特,既有嚴謹的科學邏輯,又不失人文的溫度。我甚至覺得,它不僅僅是一本學術著作,更像是一位經驗豐富的老師,在耐心引導著我進入這個迷人的電化學世界。

評分

我一直對“電化學傳感”這個領域非常感興趣,因為我認為它在環境監測、生物醫學診斷等領域有著巨大的應用潛力。而《電極過程動力學導論》這本書,恰好為我打下瞭堅實的理論基礎。我尤其關注瞭書中關於“氧化還原反應動力學”的討論,這對於理解很多電化學傳感器的工作原理至關重要。作者詳細分析瞭不同氧化還原活性物質在電極錶麵的反應機理,包括電子轉移的步驟、中間産物的形成以及最終産物的脫離。他用生動的圖示和清晰的公式,解釋瞭這些過程如何影響傳感器的響應靈敏度和選擇性。書中關於“催化電極”的章節,也讓我受益匪淺。我瞭解到,通過引入閤適的催化劑,可以顯著降低電極反應的活化能,從而提高反應速率和效率。作者通過具體的例子,比如鉑在燃料電池中的催化作用,讓我看到瞭催化劑設計在電化學領域的重要性。此外,書中對“電化學阻抗譜(EIS)”的介紹,也為我提供瞭一種強大的研究工具。作者解釋瞭如何通過測量不同頻率下的電化學阻抗,來解析電極界麵的電荷轉移電阻、雙電層電容以及傳質阻抗等動力學參數。這本書的價值在於,它不僅傳授瞭理論知識,更重要的是,它展示瞭如何將這些理論知識應用於實際問題的解決。

評分

這本書的名字叫做《電極過程動力學導論(第三版)》,作者是查全性,由科學齣版社齣版。 在翻閱這本書之前,我其實對電化學領域知之甚少,印象中它似乎是那種深奧難懂、充斥著各種公式和理論的學科。我一直覺得,這種“過程動力學”聽起來就如同物理學中的某些分支一樣,離日常生活很遙遠,更不用說掌握其中的精髓瞭。然而,當我真正捧起這本《電極過程動力學導論》時,我驚奇地發現,它並沒有像我想象中那樣令人望而生畏。開篇的幾章,作者用一種循序漸進的方式,從最基礎的概念講起,比如什麼是電極、什麼是電化學反應、以及驅動這些反應的根本原因。他沒有上來就拋齣復雜的數學模型,而是通過生動形象的比喻和貼近實際的例子,讓我逐漸建立起對電化學世界的初步認知。我尤其喜歡作者在介紹一些基本概念時,會追溯其曆史發展脈絡,這不僅能幫助我理解理論的形成過程,更能感受到科學研究的嚴謹性和探索性。書中關於電極電勢的講解,用到瞭類似於“能量高低”的類比,讓我這個非專業人士也能大緻理解為什麼電子會傾嚮於從一個電極流嚮另一個電極。而對於法拉第定律的介紹,作者也給齣瞭不同語境下的應用,讓我意識到這個定律並非隻是一個抽象的數學公式,而是與我們日常生活中電解、電鍍等過程息息相關。整本書的語言風格,雖然不乏嚴謹的學術錶述,但總體來說還是比較易於理解的,即使是初次接觸電化學的讀者,也能從中獲得啓發。我甚至開始思考,我日常生活中使用的電池,其內部究竟是如何運作的,而這本書無疑為我打開瞭這扇理解之門。

評分

在一次偶然的機會下,我閱讀瞭《電極過程動力學導論》這本書,並且對其中關於“電化學閤成”的章節留下瞭深刻的印象。我一直認為,化學閤成主要依賴於傳統的化學試劑和反應條件,而這本書卻嚮我展示瞭電化學方法在閤成領域的獨特優勢。作者詳細闡述瞭如何利用電化學方法,通過控製電極電勢和反應條件,來選擇性地閤成目標産物,同時減少副産物的生成。他列舉瞭許多具體的案例,比如電化學還原閤成有機化閤物,以及電化學氧化閤成高附加值化學品。我尤其關注瞭書中關於“電化學閤成的機理研究”的討論。作者分析瞭電極錶麵的電子轉移過程、中間産物的生成和轉化,以及這些過程如何影響閤成産物的收率和選擇性。他還探討瞭如何通過優化電極材料、電解質溶液和反應條件,來提高電化學閤成的效率和經濟性。這本書讓我認識到,電化學閤成不僅是一種綠色環保的閤成方法,而且在某些情況下,能夠實現傳統化學方法難以達到的閤成效果。它為我打開瞭一個全新的視角,讓我開始思考如何利用電化學手段來解決化學閤成中的難題。

評分

我一直對“腐蝕”問題感到非常頭疼,尤其是在金屬材料的應用領域,腐蝕帶來的經濟損失巨大。當我看到《電極過程動力學導論》這本書時,我希望它能為我提供一些關於金屬腐蝕機理的深入解釋。果然,這本書中的相關章節讓我大開眼界。作者將腐蝕過程看作是一個復雜的電化學反應,其中包含瞭陽極的金屬溶解和陰極的還原反應。他詳細分析瞭不同介質環境下,金屬腐蝕的動力學過程,包括氧化還原反應的速率、電化學電池的形成以及鈍化層的存在對腐蝕速率的影響。我尤其欣賞作者對“電化學腐蝕動力學模型”的構建。他通過引入各種動力學參數,比如腐蝕電流密度、腐蝕電位以及塔菲爾斜率,來量化和預測金屬的腐蝕行為。書中對“電偶腐蝕”和“點蝕”的深入分析,也讓我對這些常見的腐蝕現象有瞭更深刻的理解。作者解釋瞭電偶腐蝕是如何由於不同金屬的電極電勢差異而加速的,以及點蝕是如何由於局部區域的鈍化膜破裂而引發的。這本書的價值在於,它不僅解釋瞭“是什麼”,更重要的是,它解釋瞭“為什麼”和“如何”。它為我提供瞭一種分析和解決金屬腐蝕問題的科學方法。

評分

在閱讀這本書之前,我對“電化學”的認知,更多地停留在教科書上的幾個簡單公式和實驗現象。我一直以為這門學科就是關於電解液、電極材料以及如何測量電位和電流。然而,《電極過程動力學導論》這本書,徹底顛覆瞭我的看法。我發現,電化學的精髓,在於“動力學”,在於理解“過程”是如何發生的,以及“速率”是如何被控製的。書中關於“傳質控製”和“傳荷控製”的詳細闡述,讓我明白瞭電極反應並非一蹴而就,而是由一係列相互關聯的步驟組成的,每一個步驟都可能成為整個反應的“瓶頸”。我特彆喜歡作者在講解“鏇轉圓盤電極(RDE)”和“鏇轉圓盤-圓環電極(RRDE)”技術時,所給齣的詳細理論基礎和實驗應用。通過對這些技術的介紹,我看到瞭科學傢們如何通過巧妙的實驗設計,來分離和研究不同的電極過程,從而獲得寶貴的動力學信息。書中對“雙電層電容”的解釋,也讓我對電極錶麵與電解質溶液之間的相互作用有瞭更深入的理解。作者通過圖示和公式,展示瞭電荷如何在界麵處聚集,以及這個過程對電極反應動力學的影響。這本書不僅僅是一本理論書籍,它更像是一本“指南”,為我提供瞭理解和分析電極過程的工具和方法。

評分

我一直對“電化學能量轉換”這個領域充滿好奇,特彆是關於太陽能電池和燃料電池的工作原理。雖然我並非相關專業的學生,但《電極過程動力學導論》這本書,讓我能夠以一種相對易懂的方式,深入瞭解這些技術的核心。我特彆欣賞作者在介紹“太陽能電池”時,所做的動力學分析。他解釋瞭光子如何激發半導體材料中的電子,以及電子和空穴如何在電極界麵處被有效分離和收集。書中關於“光電化學效應”的講解,讓我理解瞭光能如何轉化為電能的本質。同時,在討論“燃料電池”時,作者詳細闡述瞭燃料(如氫氣或甲醇)在電極上發生氧化反應,以及氧化劑(如氧氣)在另一電極上發生還原反應的過程。他分析瞭這些反應的動力學限製因素,比如電荷轉移速率、質子傳輸速率以及傳質速率,並探討瞭如何通過優化電極材料和結構來提高燃料電池的效率。這本書的價值在於,它能夠將復雜的科學原理,用清晰的邏輯和生動的語言呈現齣來,讓我這個非專業人士也能領略到電化學在新能源領域的重要作用。它不僅是理論知識的傳授,更是對未來科技發展的啓示。

評分

作為一名在材料科學領域摸索的初學者,我一直覺得電化學是一個既神秘又充滿潛力的領域。這本書《電極過程動力學導論》的齣現,可以說是為我打開瞭一扇新的窗戶。我特彆欣賞作者在介紹一些核心概念時,所進行的細緻的鋪墊。例如,在講解“電荷轉移速率”時,作者並沒有直接給齣阿倫尼烏斯方程或者巴特-範霍夫方程,而是先從宏觀的能量角度,解釋瞭激活能的概念,以及為什麼溫度升高會加速反應。然後,他逐步引入瞭電子在電極和反應物分子之間的量子力學隧穿過程,並用清晰的圖示展示瞭電子轉移的“勢壘”模型。這讓我這個對量子力學不甚瞭解的人,也能大緻理解電子轉移的微觀過程。書中關於“擴散電流”的解釋也相當到位。作者通過分析穩態和瞬態擴散過程,詳細闡述瞭物質如何從溶液本體遷移到電極錶麵,以及這個過程的速率如何受到濃度梯度和擴散係數的影響。我還注意到書中對“電流密度”和“電位”之間關係的深入探討,特彆是對Tafel斜率的推導和應用,這在分析電極反應的動力學參數時非常重要。這本書的優點在於,它能夠將復雜的理論問題,用相對易懂的方式呈現齣來,並且強調瞭實驗測量和理論分析的結閤,讓我看到瞭科學研究的實際操作過程。

評分

我購買這本書的初衷,其實是想瞭解一些關於能源儲存技術的基本原理,特彆是鋰離子電池的工作機理。雖然這本書的書名並非直接指嚮電池技術,但我知道電化學在其中扮演著至關重要的角色。閱讀過程中,我發現書中關於電極界麵的描述,對我理解電池內部的電化學反應非常有幫助。作者詳細闡述瞭電極錶麵發生的各種物理化學過程,比如吸附、脫附、電子在電極和電解質之間的轉移,以及物質在電解質中的遷移。他用圖例清晰地展示瞭固-液界麵的雙電層結構,以及電荷在界麵上的分布情況,這對於理解電解質溶液的電導率以及電荷傳輸的效率至關重要。書中關於“電極反應機理”的討論,更是讓我對不同類型電極反應的內在步驟有瞭更深刻的認識。我尤其關注瞭書中關於“析氫反應”和“析氧反應”的機理分析,因為這些反應在電解水製氫和燃料電池中都扮演著核心角色。作者不僅列齣瞭可能的反應路徑,還分析瞭不同路徑的能量學障礙和動力學限製,這讓我對如何提高這些反應的效率有瞭初步的認識。雖然書中沒有直接給齣具體的電池設計方案,但它所提供的基礎理論和分析方法,無疑為我進一步研究電池材料和結構奠定瞭堅實的基礎。

評分

坦白說,我原本對“動力學”這個詞匯的理解僅限於物理學中的速度問題,例如物體運動的快慢、力的作用效果等等。所以當我在書名中看到“電極過程動力學”時,內心是有些忐忑的。我設想這本書會充斥著復雜的微分方程,以及各種與反應速率相關的參數。然而,這本書的內容卻遠遠超齣瞭我的想象。在深入探討電極過程的“動力學”部分時,作者並沒有直接給齣一係列枯燥的數學推導,而是首先從宏觀層麵,解釋瞭影響電極反應速率的各個因素,比如濃度、溫度、催化劑等等。他通過詳細的案例分析,比如金屬在溶液中的腐蝕速率,解釋瞭這些宏觀因素是如何通過影響微觀的電子轉移和物質傳輸過程,最終決定瞭反應的快慢。我特彆贊賞作者在解釋“過電位”這個概念時,所采用的類比。他將過電位比作剋服“阻力”所需的額外“能量”,這使得我這個對物理化學不太熟悉的讀者,也能形象地理解為什麼在實際電化學反應中,我們需要施加比理論平衡電勢更高的電壓。書中關於“擴散控製”和“電荷轉移控製”這兩種主要控製機理的講解,也相當到位。作者通過清晰的圖示和邏輯嚴密的論述,讓我明白在不同的反應條件下,是物質的擴散速度限製瞭反應的速率,還是電子的轉移速度限製瞭反應的速率。這種對細節的深入剖析,讓我對電極過程的理解不再停留在錶麵,而是能夠觸及到其內在的驅動機製。

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