電化學測量（胡會利）

第1章電化學基本原理/001
1.1電化學熱力學/001
1.1.1電極與電極反應/002
1.1.2界面電勢差與液接電勢/004
1.1.3可逆電池與能斯特方程/007
1.1.4法拉第定律與電化學工程/009
1.2雙電層/010
1.2.1雙電層的性質及其研究方法/012
1.2.2雙電層的結構/014
1.3電極反應的基礎動力學/016
1.3.1動力學基本理論/016
1.3.2電極過程的Butler-Volmer模型/018
1.3.3標準速率常數(shù)、交換電流密度和傳遞系數(shù)/020
1.3.4多電子步驟機理/022
1.3.5相間電勢分布對電荷轉移速率的影響/023
1.4電極體系中的傳質過程/024
1.4.1穩(wěn)態(tài)擴散/026
1.4.2非穩(wěn)態(tài)擴散/029
1.5電極過程動力學/030
1.5.1極化條件對電極過程動力學的影響/030
1.5.2復雜電極過程/034
參考文獻/036

第2章電化學測量基礎知識/038
2.1電極電勢與測量體系/038
2.1.1電極電勢/038
2.1.2三電極體系/040
2.1.3兩回路/041
2.2電解質溶液/043
2.2.1電解質體系用溶劑/043
2.2.2支持電解質/046
2.2.3溶解氧/047
2.3研究電極/048
2.3.1固體金屬電極/048
2.3.2碳電極/054
2.3.3汞電極/058
2.3.4微電極/060
2.3.5化學修飾電極/063
2.4參比電極/064
2.4.1水溶液中常用的參比電極/065
2.4.2有機體系用參比電極/070
2.4.3熔融鹽體系用參比電極/071
2.4.4微參比電極/072
2.4.5簡易參比電極和全固態(tài)參比電極/072
2.5電解池與實驗體系/073
2.5.1電解池的材料/073
2.5.2電解池的設計與各電極的配置/075
2.5.3實驗室常用的電解池/076
2.6電化學測量儀器/078
2.6.1恒電勢儀和電化學工作站/078
2.6.2電化學實驗操作/079
實驗內容/081
一、鹽橋的制作/081
二、鉑黑電極的制備/082
三、參比電極的制備/082
參考文獻/084

第3章穩(wěn)態(tài)極化及研究方法/089
3.1穩(wěn)態(tài)與穩(wěn)態(tài)極化/089
3.1.1穩(wěn)態(tài)/089
3.1.2穩(wěn)態(tài)極化及其影響因素/090
3.1.3多個電對共軛時的電極的極化行為/092
3.2穩(wěn)態(tài)極化曲線的測量/094
3.2.1準備工作/094
3.2.2恒電勢法和恒電流法/094
3.2.3階梯伏安法與慢掃描法/095
3.3穩(wěn)態(tài)極化測量的數(shù)據(jù)處理/097
3.3.1電化學極化控制下的解析方法/098
3.3.2混合控制下的解析方法/100
3.4強制對流技術/101
3.4.1旋轉圓盤電極/101
3.4.2旋轉環(huán)盤電極/107
3.5穩(wěn)態(tài)極化曲線的應用/113
3.5.1在電化學基礎研究方面的應用/114
3.5.2在化學電源中的應用/116
3.5.3在電沉積中的應用/118
3.5.4在材料電化學及腐蝕機理研究中的應用/120
實驗內容/121
一、穩(wěn)態(tài)極化曲線的測定與分析/121
二、極化曲線法研究緩蝕劑對低碳鋼及鍍鋅層析氫腐蝕的作用/123
參考文獻/126

第4章暫態(tài)基礎和測量技術/128
4.1暫態(tài)與暫態(tài)電流/128
4.2非穩(wěn)態(tài)擴散過程/129
4.2.1電勢階躍下的非穩(wěn)態(tài)擴散/130
4.2.2電流階躍下的非穩(wěn)態(tài)擴散/132
4.3電化學等效電路/133
4.3.1電路模型的建立/133
4.3.2電化學反應電阻/135
4.3.3溶液濃度阻抗/136
4.3.4電極等效電路的簡化/137
4.4暫態(tài)的研究方法/140
4.5電流階躍法/140
4.5.1電流階躍下的電極響應特點/141
4.5.2小幅度電流階躍測量法/142
4.5.3濃度極化存在時的電流階躍法/145
4.5.4過渡時間/148
4.5.5雙電流階躍法/149
4.6電勢階躍法/151
4.6.1電勢階躍下的電流響應特點/151
4.6.2小幅度電勢階躍測量法/151
4.6.3濃度極化存在時的電勢階躍法/154
4.6.4計時庫侖法/157
4.6.5雙電勢階躍下的計時庫侖法/158
4.7電量階躍法/160
實驗內容/161
一、暫態(tài)法研究酸性溶液中KI/KIO3的化學反應動力學/161
二、暫態(tài)法研究I-3/I-在Pt電極上的氧化還原過程/165
參考文獻/167

第5章伏安法測量與分析/169
5.1線性電勢掃描法/169
5.1.1電勢掃描中的電流響應特點/169
5.1.2小幅度三角波掃描的極限簡化處理/170
5.1.3大幅度線性電勢掃描法/172
5.2循環(huán)伏安法/177
5.2.1簡單體系的循環(huán)伏安行為/177
5.2.2復雜電極過程的循環(huán)伏安法/181
5.2.3多步電荷轉移體系的循環(huán)伏安行為/187
5.2.4循環(huán)伏安測定的影響因素/192
5.2.5循環(huán)伏安法的應用/201
5.3溶出分析法/210
5.3.1陽極溶出伏安法/210
5.3.2電勢溶出伏安法/212
5.3.3吸附溶出伏安法和吸附溶出電勢法/213
5.3.4陰極溶出伏安法/214
5.4脈沖伏安法/215
5.4.1斷續(xù)極譜法/216
5.4.2常規(guī)脈沖伏安法/217
5.4.3差分脈沖伏安法/218
5.4.4方波伏安法/220
實驗內容/221
一、循環(huán)伏安法研究鐵氰化鉀和維生素C的電化學行為/221
二、鋅鈷共沉積過程的CV特征及合金鍍層成分的電化學分析/224
參考文獻/226

第6章電化學阻抗譜/231
6.1電化學阻抗的基本知識/232
6.1.1阻抗和電子元件的阻抗/232
6.1.2電化學阻抗的定義與基本條件/235
6.2電極過程理論模型的EIS行為/236
6.2.1理想極化電極的EIS/236
6.2.2電化學極化時的EIS/238
6.2.3平面電極存在半無限擴散時的EIS/241
6.2.4其他擴散模型引起的阻抗/246
6.2.5彌散效應與常相位角元件Q/250
6.3電化學阻抗譜的測量/254
6.3.1電化學阻抗譜測試的實現(xiàn)方法/254
6.3.2電化學阻抗譜測試的主要參數(shù)與操作細節(jié)/256
6.4電化學阻抗譜的解析方法/258
6.4.1阻抗譜數(shù)據(jù)可靠性評估/258
6.4.2阻抗譜圖直觀解讀/259
6.4.3圖解分析與計算/261
6.4.4電化學阻抗譜的等效電路解析/261
6.4.5特定參數(shù)解析法/264
6.5電化學阻抗譜應用實例/266
6.5.1在電化學反應機理和電化學參數(shù)測量中的應用/266
6.5.2陰極電沉積過程中的EIS/268
6.5.3在腐蝕科學研究中應用/269
6.5.4在化學電源研究中的應用/274
實驗內容/279
一、嵌入反應的電化學阻抗譜行為/279
二、有機涂層防護下的金屬腐蝕過程的EIS行為/282
參考文獻/284

第7章電化學測量綜合實驗/288
7.1鋅鋁鉻涂層和鋅鋁涂層的耐蝕性研究/288
一、實驗原理/288
二、實驗內容與數(shù)據(jù)整理/293
三、數(shù)據(jù)示例/295
四、思考與總結/296
7.2甲醇在Pt電極上的電化學氧化研究/296
一、實驗原理/296
二、實驗內容與數(shù)據(jù)整理/297
三、數(shù)據(jù)示例/298
四、思考與總結/299
7.3鋁合金在高氯酸鈉溶液中的點蝕行為研究/299
一、實驗原理/299
二、實驗內容與數(shù)據(jù)整理/301
三、數(shù)據(jù)示例/303
四、思考與總結/304
7.4添加劑在銅電沉積過程的作用研究/304
一、實驗原理/304
二、實驗內容與數(shù)據(jù)整理/305
三、數(shù)據(jù)示例/307
四、思考與總結/307
7.5三元正極材料的嵌鋰脫鋰行為研究/307
一、實驗原理/307
二、實驗內容與數(shù)據(jù)整理/309
三、數(shù)據(jù)示例/311
四、思考與總結/312
7.6石墨烯涂層鉛筆石墨電極的電化學制備及其在全釩液流電池中的應用/312
一、實驗原理/312
二、實驗內容與數(shù)據(jù)整理/313
三、數(shù)據(jù)示例/316
四、思考與總結/316
7.7自組裝膜修飾金三維納米陣列電極在黃曲霉毒素檢測中的應用/316
一、實驗原理/316
二、實驗內容與數(shù)據(jù)整理/317
三、數(shù)據(jù)示例/320
四、思考與總結/320
參考文獻/320

一般性參考文獻/322

附錄標準電極電勢/323