第1章電化學(xué)基本原理/001

1.1電化學(xué)熱力學(xué)/001

1.1.1電極與電極反應(yīng)/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(xué)工程/009

1.2雙電層/010

1.2.1雙電層的性質(zhì)及其研究方法/012

1.2.2雙電層的結(jié)構(gòu)/014

1.3電極反應(yīng)的基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)/016

1.3.1動(dòng)力學(xué)基本理論/016

1.3.2電極過程的Butler-Volmer模型/018

1.3.3標(biāo)準(zhǔn)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(jī)理/022

1.3.5相間電勢分布對(duì)電荷轉(zhuǎn)移速率的影響/023

1.4電極體系中的傳質(zhì)過程/024

1.4.1穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散/026

1.4.2非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散/029

1.5電極過程動(dòng)力學(xué)/030

1.5.1極化條件對(duì)電極過程動(dòng)力學(xué)的影響/030

1.5.2復(fù)雜電極過程/034

參考文獻(xiàn)/036



第2章電化學(xué)測量基礎(chǔ)知識(shí)/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(zhì)溶液/043

2.2.1電解質(zhì)體系用溶劑/043

2.2.2支持電解質(zhì)/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(xué)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(jī)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(shí)驗(yàn)體系/073

2.5.1電解池的材料/073

2.5.2電解池的設(shè)計(jì)與各電極的配置/075

2.5.3實(shí)驗(yàn)室常用的電解池/076

2.6電化學(xué)測量儀器/078

2.6.1恒電勢儀和電化學(xué)工作站/078

2.6.2電化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作/079

實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(xiàn)/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(gè)電對(duì)共軛時(shí)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(zhǔn)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(xué)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(qiáng)制對(duì)流技術(shù)/101

3.4.1旋轉(zhuǎn)圓盤電極/101

3.4.2旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極/107

3.5穩(wěn)態(tài)極化曲線的應(yīng)用/113

3.5.1在電化學(xué)基礎(chǔ)研究方面的應(yīng)用/114

3.5.2在化學(xué)電源中的應(yīng)用/116

3.5.3在電沉積中的應(yīng)用/118

3.5.4在材料電化學(xué)及腐蝕機(jī)理研究中的應(yīng)用/120

實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(duì)低碳鋼及鍍鋅層析氫腐蝕的作用/123

參考文獻(xiàn)/126



第4章暫態(tài)基礎(chǔ)和測量技術(shù)/128

4.1暫態(tài)與暫態(tài)電流/128

4.2非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程/129

4.2.1電勢階躍下的非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散/130

4.2.2電流階躍下的非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散/132

4.3電化學(xué)等效電路/133

4.3.1電路模型的建立/133

4.3.2電化學(xué)反應(yīng)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(yīng)特點(diǎn)/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(shí)的電流階躍法/145

4.5.4過渡時(shí)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(yīng)特點(diǎn)/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(shí)的電勢階躍法/154

4.6.4計(jì)時(shí)庫侖法/157

4.6.5雙電勢階躍下的計(jì)時(shí)庫侖法/158

4.7電量階躍法/160

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容/161

一、暫態(tài)法研究酸性溶液中KI/KIO3的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)/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(xiàn)/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(yīng)特點(diǎn)/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(fù)雜電極過程的循環(huán)伏安法/181

5.2.3多步電荷轉(zhuǎn)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(yīng)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容/221

一、循環(huán)伏安法研究鐵氰化鉀和維生素C的電化學(xué)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(xué)分析/224

參考文獻(xiàn)/226



第6章電化學(xué)阻抗譜/231

6.1電化學(xué)阻抗的基本知識(shí)/232

6.1.1阻抗和電子元件的阻抗/232

6.1.2電化學(xué)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(xué)極化時(shí)的EIS/238

6.2.3平面電極存在半無限擴(kuò)散時(shí)的EIS/241

6.2.4其他擴(kuò)散模型引起的阻抗/246

6.2.5彌散效應(yīng)與常相位角元件Q/250

6.3電化學(xué)阻抗譜的測量/254

6.3.1電化學(xué)阻抗譜測試的實(shí)現(xiàn)方法/254

6.3.2電化學(xué)阻抗譜測試的主要參數(shù)與操作細(xì)節(jié)/256

6.4電化學(xué)阻抗譜的解析方法/258

6.4.1阻抗譜數(shù)據(jù)可靠性評(píng)估/258

6.4.2阻抗譜圖直觀解讀/259

6.4.3圖解分析與計(jì)算/261

6.4.4電化學(xué)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(xué)阻抗譜應(yīng)用實(shí)例/266

6.5.1在電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和電化學(xué)參數(shù)測量中的應(yīng)用/266

6.5.2陰極電沉積過程中的EIS/268

6.5.3在腐蝕科學(xué)研究中應(yīng)用/269

6.5.4在化學(xué)電源研究中的應(yīng)用/274

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容/279

一、嵌入反應(yīng)的電化學(xué)阻抗譜行為/279

二、有機(jī)涂層防護(hù)下的金屬腐蝕過程的EIS行為/282

參考文獻(xiàn)/284



第7章電化學(xué)測量綜合實(shí)驗(yàn)/288

7.1鋅鋁鉻涂層和鋅鋁涂層的耐蝕性研究/288

一、實(shí)驗(yàn)原理/288

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/293

三、數(shù)據(jù)示例/295

四、思考與總結(jié)/296

7.2甲醇在Pt電極上的電化學(xué)氧化研究/296

一、實(shí)驗(yàn)原理/296

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/297

三、數(shù)據(jù)示例/298

四、思考與總結(jié)/299

7.3鋁合金在高氯酸鈉溶液中的點(diǎn)蝕行為研究/299

一、實(shí)驗(yàn)原理/299

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/301

三、數(shù)據(jù)示例/303

四、思考與總結(jié)/304

7.4添加劑在銅電沉積過程的作用研究/304

一、實(shí)驗(yàn)原理/304

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/305

三、數(shù)據(jù)示例/307

四、思考與總結(jié)/307

7.5三元正極材料的嵌鋰脫鋰行為研究/307

一、實(shí)驗(yàn)原理/307

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/309

三、數(shù)據(jù)示例/311

四、思考與總結(jié)/312

7.6石墨烯涂層鉛筆石墨電極的電化學(xué)制備及其在全釩液流電池中的應(yīng)用/312

一、實(shí)驗(yàn)原理/312

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/313

三、數(shù)據(jù)示例/316

四、思考與總結(jié)/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(yīng)用/316

一、實(shí)驗(yàn)原理/316

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與數(shù)據(jù)整理/317

三、數(shù)據(jù)示例/320

四、思考與總結(jié)/320

參考文獻(xiàn)/320



一般性參考文獻(xiàn)/322



附錄標(biāo)準(zhǔn)電極電勢/323