實驗電化學

緒論/1
0.1　電化學實驗的目的和意義　/ 1
0.2　電化學實驗室安全知識　/ 2
0.2.1　化學用品　/ 2
0.2.2　安全用電　/ 2
0.2.3　高壓實驗　/ 3
0.2.4　手套箱操作　/ 3
0.2.5　個人防護　/ 4

第1章　電化學測試技術原理　/ 5
1.1　實驗裝置　/ 5
1.1.1　電解池容器　/ 5
1.1.2　電解質(zhì)溶液　/ 6
1.1.3　工作電極　/ 7
1.1.4　參比電極　/ 12
1.1.5　對電極　/ 19
1.1.6　法拉第籠　/ 19
1.2　電化學工作站　/ 20
1.2.1　原理　/ 20
1.2.2　參數(shù)與含義　/ 23
1.2.3　兩電極、三電極和四電極實驗介紹　/ 30
1.2.4　兩電極體系的四端子Kelvin測量　/ 33
1.3　歐姆降補償（iR補償）　/ 40
1.3.1　iR誤差哪來的？　/ 40
1.3.2　什么時候需要iR補償？　/ 42
1.3.3　什么類型的電解池/系統(tǒng)需要擔心呢？　/ 42
1.3.4　iR誤差如何測量？　/ 43
1.3.5　用直流技術測量Ru　/ 44
1.3.6　正反饋iR補償　/ 52
1.4　電化學阻抗測量原理與數(shù)據(jù)分析　/ 53
1.4.1　電化學阻抗譜的原理　/ 54
1.4.2　使用電化學阻抗譜軟件進行等效電路模擬　/ 70
1.4.3　阻抗精度圖及儀器導線和施加擾動信號幅值對其的影響　/ 81
1.4.4　低阻抗體系應用：鋰離子電池　/ 84
1.4.5　高阻抗涂層：有機涂層的電化學阻抗譜　/ 92
參考文獻　/ 97

第2章　典型電化學實驗　/ 98
2.1　引言　/ 98
2.1.1　基本概念　/ 98
2.1.2　基本理論　/ 99
2.1.3　主要技術的分類　/ 101
2.1.4　實驗儀器　/ 105
2.1.5　恒電位儀的校準　/ 107
2.1.6　其他所需材料　/ 110
2.1.7　統(tǒng)計學在電化學領域的應用　/ 110
2.2　實驗一　循環(huán)伏安實驗　/ 111
2.2.1　實驗目的　/ 111
2.2.2　實驗儀器設備　/ 112
2.2.3　試劑和化學品　/ 112
2.2.4　背景知識　/ 112
2.2.5　實驗步驟　/ 115
2.2.6　數(shù)據(jù)分析　/ 117
2.2.7　練習題　/ 119
2.2.8　實驗中常見問題　/ 119
參考文獻　/ 119
2.3　實驗二　電極有效工作面積的確定　/ 119
2.3.1　實驗目的　/ 119
2.3.2　實驗儀器設備 　/ 120
2.3.3　試劑和化學品　/ 120
2.3.4　背景知識　/ 120
2.3.5　實驗步驟　/ 123
2.3.6　數(shù)據(jù)分析　/ 127
2.3.7　實驗結果　/ 129
2.3.8　練習題　/ 129
2.3.9　實驗中常見問題　/ 130
參考文獻　/ 130
2.4　實驗三　脈沖技術的對比實驗　/ 130
2.4.1　實驗目的　/ 130
2.4.2　實驗儀器設備　/ 130
2.4.3　試劑和化學品　/ 130
2.4.4　背景知識　/ 131
2.4.5　實驗步驟　/ 133
2.4.6　數(shù)據(jù)分析　/ 136
2.4.7　實驗結果　/ 137
2.4.8　練習題　/ 139
2.4.9　實驗中常見問題　/ 139
參考文獻　/ 139
2.5　實驗四　溶液中離子的溶出伏安法定量分析　/ 139
2.5.1　實驗目的　/ 139
2.5.2　實驗儀器設備　/ 139
2.5.3　試劑和化學品　/ 140
2.5.4　背景知識　/ 140
2.5.5　實驗步驟　/ 141
2.5.6　數(shù)據(jù)分析　/ 144
2.5.7　實驗結果　/ 144
2.5.8　練習題　/ 145
2.5.9　實驗中常見問題　/ 145
參考文獻　/ 145
2.6　實驗五　對乙酰氨基酚的電化學定量檢測實驗　/ 146
2.6.1　實驗目的　/ 146
2.6.2　實驗儀器設備　/ 146
2.6.3　試劑和化學品　/ 146
2.6.4　背景知識　/ 146
2.6.5　實驗步驟　/ 147
2.6.6　數(shù)據(jù)分析　/ 150
2.6.7　實驗結果　/ 151
2.6.8　練習題　/ 153
2.6.9　實驗中常見問題　/ 153
參考文獻　/ 153
2.7　實驗六　循環(huán)伏安數(shù)據(jù)的對比分析　/ 153
2.7.1　實驗目的　/ 153
2.7.2　實驗儀器設備　/ 153
2.7.3　背景知識　/ 153
2.7.4　實驗步驟　/ 157
2.7.5　數(shù)據(jù)分析　/ 168
2.7.6　實驗結果　/ 169
2.7.7　實驗中常見問題　/ 173
參考文獻　/ 173
2.8　實驗七　微電極實驗　/ 174
2.8.1　實驗目的　/ 174
2.8.2　實驗儀器設備　/ 174
2.8.3　試劑和化學品　/ 174
2.8.4　背景知識　/ 174
2.8.5　實驗步驟　/ 176
2.8.6　數(shù)據(jù)分析　/ 178
2.8.7　實驗結果　/ 181
2.8.8　練習題　/ 181
2.8.9　實驗中常見問題　/ 182
參考文獻　/ 182
2.9　實驗八　碳酸飲料中葡萄糖的電化學檢測　/ 182
2.9.1　實驗目的　/ 182
2.9.2　實驗儀器設備　/ 182
2.9.3　試劑和化學品　/ 182
2.9.4　背景知識　/ 183
2.9.5　實驗步驟　/ 184
2.9.6　數(shù)據(jù)分析　/ 187
2.9.7　實驗結果　/ 189
2.9.8　練習題　/ 190
2.9.9　實驗中常見問題　/ 190
參考文獻　/ 190
2.10　實驗九　聚合物單體的電化學聚合反應實驗　/ 191
2.10.1　實驗目的　/ 191
2.10.2　實驗儀器設備　/ 191
2.10.3　試劑和化學品　/ 191
2.10.4　背景知識　/ 192
2.10.5　實驗步驟　/ 192
2.10.6　數(shù)據(jù)分析　/ 195
2.10.7　實驗結果　/ 196
2.10.8　練習題　/ 198
2.10.9　實驗中常見問題　/ 198
參考文獻　/ 198
2.11　實驗十　電化學阻抗譜實驗　/ 198
2.11.1　實驗目的　/ 198
2.11.2　實驗儀器設備　/ 198
2.11.3　背景知識　/ 199
2.11.4　實驗步驟　/ 201
2.11.5　數(shù)據(jù)分析　/ 205
2.11.6　實驗結果　/ 207
2.11.7　練習題　/ 208
2.11.8　實驗中常見問題　/ 208
參考文獻　/ 208
2.12　實驗十一　不同pH條件下的低碳鋼腐蝕　/ 208
2.12.1　實驗目的　/ 208
2.12.2　實驗儀器設備　/ 208
2.12.3　試劑和化學品　/ 209
2.12.4　背景知識　/ 209
2.12.5　實驗步驟　/ 211
2.12.6　數(shù)據(jù)分析　/ 218
2.12.7　實驗結果　/ 219
2.12.8　練習題　/ 219
2.12.9　實驗中常見問題　/ 219
參考文獻　/ 220

第3章　電化學測試應用及測試標準　/ 221
3.1　電化學測試在腐蝕領域的應用實例/221
3.1.1　極化曲線技術測量金屬腐蝕的電化學參數(shù)與腐蝕速度/221
3.1.2　交流阻抗測量技術在金屬腐蝕研究中的應用/230
3.2　電化學測試在能源領域的應用實例/234
3.2.1　電化學電容測試/234
3.2.2　鋰電池非標準充放電循環(huán)測試/252
3.2.3　氫氧燃料電池氧還原反應動力學參數(shù)的測定/258
3.3　電化學測試在電分析化學和傳感器中的應用實例/261
3.3.1　低電流信號的測量/261
3.3.2　儀器數(shù)據(jù)的采集模式對信號的影響/265
3.4　電化學測試的國內(nèi)外標準/271
3.4.1　電化學測試的國家標準（National standards for electrochemistry tests）/271
3.4.2　電化學測試的ASTM標準（ASTM standards for electrochemistry tests）/279
3.4.3　電化學測試中的ISO標準（ISO standards for electrochemistry tests）/284
3.4.4　電化學測試中的其他標準/288
3.5　國內(nèi)外典型電化學實驗匯總/291
3.5.1　基礎電化學實驗/292
3.5.2　分析電化學/292
3.5.3　金屬腐蝕與防護實驗/294
3.5.4　能源電化學實驗/296
3.5.5　電化學制造實驗/296
3.5.6　光譜電化學實驗/297
參考文獻　/ 297

附錄　/ 298
附錄1　參比電極標準電位/298
附錄2　溶液中的標準電位/299
附錄3　電化學測量常見技術問題與解答/299
附錄4　規(guī)格說明書/306