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第一章 电化学理论基础 1

1.1 电化学体系的基本单元 1

1.1.1 电极 1

1.1.2 隔膜 2

1.1.3 电解质溶液 3

1.1.4 电解池的设计与安装 4

1.2 电化学过程热力学 6

1.2.1 可逆电化学过程的热力学 6

1.2.2 不可逆电化学过程的热力学 7

1.3 非法拉第过程及电极/溶液界面的性能 8

1.3.1 电极的电容和电荷 8

1.3.2 双电层理论概要 10

1.3.3 零电荷电势与表面吸附 12

1.4 法拉第过程和影响电极反应速度的因素 17

1.4.1 电极反应种类和机理 17

1.4.2 电化学实验及电化学电池的变量 20

1.4.3 影响电极反应速度的因素及电极的极化 22

1.4.4 电极反应动力学简介 24

1.5.1 物质传递的形式 30

1.5 物质传递控制反应绪论 30

1.5.2 稳态物质传递 31

1.6 电化学研究方法介绍 34

1.6.1 稳态和暂态 34

1.6.2 电位扫描技术——循环伏安法 35

1.6.3 控制电位技术——单电位阶跃法 37

1.6.4 控制电流技术——恒电流电解 39

参考文献 41

1.6.5 光谱电化学方法 41

第二章 电催化过程 43

2.1 电催化原理 43

2.1.1 电催化的类型及一般原理 43

2.1.2 影响电催化性能的因素 48

2.1.3 评价电催化性能的方法 49

2.2 氢电极反应的电催化 57

2.2.1 氢气析出的电催化 57

2.2.2 氢氧化反应的电催化 61

2.3 氧电极反应的电催化 62

2.3.1 氧气的电催化还原 62

2.3.2 氧析出反应的电催化 69

2.4 有机小分子的电催化氧化 71

2.4.1 有机小分子在纯金属电催化剂上的氧化 71

2.4.2 有机小分子在二元或多元金属电催化剂上的氧化 72

2.4.3 有机小分子在金属及金属氧化物催化剂上的氧化 73

2.4.4 有机小分子氧化电催化剂的制备 74

2.4.5 有机小分子氧化催化剂的表征及反应机理探讨 76

参考文献 80

第三章 化学电源 81

3.1 概述 81

3.1.1 主要术语 81

3.1.2 化学电源的主要性能 82

3.1.3 化学电源的选择和应用 88

3.2 一次电池 90

3.2.1 一次电池的通性及应用 90

3.2.2 碱性锌锰电池 92

3.2.3 其他几种锌一次电池 95

3.2.4 锂电池 98

3.3 二次电池 103

3.3.1 二次电池的一般性质及应用 103

3.3.2 铅酸蓄电池 105

3.3.3 碱性Ni/Cd电池 109

3.3.4 氢镍电池 111

3.3.5 锂电池和锂离子电池 115

3.3.6 Na/NiCl2二次电池 116

3.3.7 处于研究、开发中的锌二次电池 117

3.4 燃料电池 119

3.4.1 燃料电池的历史和发展 119

3.4.2 燃料电池的特点和分类 120

3.4.3 国内外燃料电池的研究现状 122

3.4.4 质子交换膜燃料电池 124

参考文献 125

4.1 金属电沉积和电镀原理 127

4.1.1 简单金属离子的还原 127

第四章 金属的表面精饰 127

4.1.2 金属络离子的还原 128

4.1.3 金属共沉积原理 129

4.1.4 金属电结晶动力学 130

4.1.5 金属电沉积过程中表面活性物质的作用 131

4.2 电镀过程 134

4.2.1 镀层的主要性能 134

4.2.2 影响镀层质量的因素 135

4.2.3 电镀生产工艺 137

4.2.4 几种典型的电镀过程 138

4.2.5 塑料的金属化涂装 146

4.3 金属的阳极氧化 149

4.3.1 金属阳极氧化原理 149

4.3.2 铝的阳极氧化 150

4.3.3 钛的阳极氧化 152

4.4 电泳涂装技术 153

4.4.2 阴极电泳涂装 154

4.4.1 阳极电泳涂装 154

参考文献 155

第五章 无机物的电解工业 157

5.1 概述 157

5.2 氯碱工业 159

5.2.1 隔膜槽电解法 159

5.2.2 汞槽电解法 163

5.2.3 离子膜槽电解法 165

5.2.4 氯碱工业未来发展的展望 168

5.3 氯酸盐和高氯酸盐的电合成 169

5.3.1 氯酸钠 169

5.3.2 高氯酸盐 171

5.4 锰化合物的电解合成 172

5.4.1 电解MnO2 172

5.4.2 高锰酸钾 173

5.5 电解法生产过氧化氢 174

5.6 水的电解 176

参考文献 182

6.1 概述 183

第六章 有机物的电解合成 183

6.2 有机电合成的若干发展方向 187

6.3 己二腈的电解合成 192

6.4 四烷基铅 198

6.5 糖精 200

6.6 苯二酚 202

6.7 有机化合物的电化学氟化 204

6.8 均匀设计法在有机电化学合成工艺中的应用 207

6.9.1 阳极氧化反应 212

6.9 国外有机物电解合成研究动向 212

6.9.2 阴极还原反应 216

参考文献 219

第七章 电化学传感器 220

7.1 概述 220

7.1.1 化学传感器分类 221

7.1.2 电位型传感器简介 221

7.2 控制电位电解型气体传感器 226

7.2.1 控制电位电解型气体传感器的发展 226

7.2.2 Clark电极 228

7.2.3 控制电位电解型气体传感器的结构原理 229

7.2.4 气体扩散电极在气体传感器中的应用 232

7.2.5 电流型气体传感器的几个性能指标 235

7.2.6 新一代SPE控制电位电解型气体传感器的研制 237

7.3 生物电化学传感器 239

7.3.1 生物传感器的分类 239

7.3.2 酶传感器 241

参考文献 245

8.2 金属的电化学腐蚀 246

第八章 电化学腐蚀与防护 246

8.1 金属腐蚀与防护的意义 246

8.3 腐蚀电池 250

8.4 电势-pH图及其在金属防护中的应用 251

8.4.1 Fe-H2O体系的φ-pH图的构作 252

8.4.2 Fe-H2O体系的φ-pH图在金属防护上的应用 255

8.5 金属的电化学防腐蚀 258

参考文献 262

全书思考题和习题 263