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绪言1

第一章 电解质溶液的物理化学性质3

第一节 离子导体3

一、电解质水溶液3

二、熔融电解质4

三、固体电解质5

第二节 电解质的活度和活度系数5

一、活度和活度系数5

二、德拜-休克尔方程6

第三节 电导和迁移数7

一、迁移数和离子淌度7

二、电导率和摩尔电导率8

第四节 扩散系数及其与淌度、粘度的关系10

第五节 电导测定及其应用12

一、两类电化学装置15

第一节 电化学体系15

第二章 电化学反应热力学15

二、电化学体系的界面电位差16

第二节 电化学位和电极电位17

一、内电位、外电位和电化学位17

二、电极电位和能斯特方程式19

第三节 电动势和理论分解电压21

第四节 电位-pH图23

第五节 电动势的测定及其应用26

一、电动势的测定26

二、参比电极27

三、有关物理化学数据的求算29

四、电动势测定在分析化学上的应用31

第三章 电极过程动力学及有关电化学测量方法33

第一节 双电层及其结构33

一、双电层的类型及结构模型33

二、双电层电容34

三、电毛细曲线与零电荷电位36

第二节 极化和电极过程37

一、极化和稳态极化曲线的测量37

二、电极过程和控制步骤39

第三节 稳态扩散和浓差极化方程式40

一、液相传质及电极表面附近浓度的分布40

二、稳态扩散的电流和电位的关系42

第四节 非稳态扩散44

一、平面电极的非稳态扩散和暂态电化学方法44

二、球状电极的非稳态扩散和极谱方法48

第五节 对流扩散与旋转圆盘电极51

第六节 电荷转移反应动力学53

一、电极电位对活化能和电极反应速度的影响53

二、交换电流密度和电极反应速度常数55

第七节 电流密度和过电位的关系56

一、稳态极化时电流密度和过电位的关系56

二、浓差极化、分散层电位对电流密度和过电位关系的影响58

第八节 电极界面的交流阻抗59

一、电解池等效电路及法拉第阻抗59

二、交流阻抗的测定62

第四章 电化学工程概要64

第一节 物料衡算64

第二节 电压衡算与能量衡算66

一、电压衡算66

二、能量衡算67

第三节 电解生产的经济技术指标69

一、转化率和选择性69

二、电流效率69

三、电能消耗和电能效率70

四、空时产率70

第四节 电化学反应器71

一、电化学反应器的分类71

二、电化学反应器的设计72

三、电解槽结构材料及电极材料的选择75

第五章 无机物的电合成及有关的电化学79

第一节 概述79

一、电极过程的类型及无机物电解反应的分类79

二、电合成的特点80

三、无机物电合成简介81

第二节 气体电极过程81

一、氢电极过程81

二、氧电极过程83

三、氯电极过程84

第三节 电催化85

第四节 电解水和重水的制取87

一、电解水工业87

二、重水的制造90

第五节 电解制取氯碱91

一、电解条件及某些技术进展91

二、电解槽及工艺93

一、次氯酸钠与氯酸钠95

第六节 某些无机物的电合成95

二、过氧酸、过氧酸盐和过氧化氢96

三、高锰酸钾和二氧化锰97

四、重铬酸钾与铬酸98

五、赤血盐和高铁酸盐99

六、同时制取铬酸铅和氢氧化钠100

七、氟和臭氧100

第六章 电化学能量转换和贮存103

第一节 化学电源的基本知识103

一、化学电源的分类和组成103

二、化学电源的原理和性能104

三、电池的命名和型号107

第二节 用锌作负极的电池108

一、锌锰干电池108

二、碱性锌锰电池109

四、锌空气电池111

三、锌汞电池和锌银电池111

第三节 蓄电池112

一、铅酸蓄电池112

二、镉镍电池116

三、金属氢化物镍电池116

第四节 锂电池和锂离子电池118

一、锂电池118

二、锂离子电池120

第五节 燃料电池121

一、燃料电池的特征、结构和分类121

二、各类燃料电池122

第六节 其他化学电源124

一、钠硫电池124

二、固体电解质电池125

三、热电池126

一、硅太阳能电池127

第七节 太阳能电池127

二、液结太阳能电池128

第八节 电化学与氢能开发129

第七章 金属腐蚀与防护131

第一节 腐蚀的分类和腐蚀速度的表示131

第二节 金属腐蚀的倾向和电化学腐蚀的条件133

一、金属腐蚀的倾向133

二、腐蚀电池134

三、金属表面上水膜的形成136

第三节 电化学腐蚀动力学137

一、伊文思图137

二、析氢腐蚀动力学137

三、吸氧腐蚀动力学139

第四节 金属的钝化140

第五节 金属腐蚀速度的电化学测量方法及有关测量技术142

一、极化曲线外延法142

二、线性极化法143

三、三点法144

四、金属表面微区电位和电流密度分布的测量145

第六节 金属的防护146

一、金属防护措施及耐腐蚀金属材料的选择146

二、缓蚀剂保护147

三、电化学保护149

第八章 电解冶金及有关功能材料的制取152

第一节 电解制取金属及合金材料的重要意义和电解冶金的分类152

第二节 金属的电结晶154

一、金属电结晶过程154

二、结晶过电位154

三、影响电极金属结晶生长的因素156

第三节 水溶液电解提取157

一、水溶液中金属电沉积的基本原则157

二、锌和铜的电解提取159

一、水溶液电解精炼160

第四节 水溶液电解精炼及电解制取金属粉末160

二、电解法制取金属粉末163

第五节 熔盐电解制取轻金属及稀有金属164

一、熔盐中的电极电位164

二、影响熔盐电解的因素164

三、电解制取轻金属166

四、电解制取稀土金属168

五、熔盐电解制取高熔点金属169

第六节 熔盐电解制取合金和半导体170

一、熔盐电解制取稀土合金的电极过程及合金化机理170

二、钕铁合金的制取172

三、半导体和硼化钛的电沉积172

第九章 电化学表面处理与加工175

第一节 概述175

一、电镀液的组成及其作用177

二、主盐金属离子还原的电极过程177

第二节 电镀液的组成和主要金属离子还原的电极过程177

第三节 阴极上的电流分布和金属分布179

一、初次电流分布、二次电流分布和金属分布179

二、镀液的分散能力和赫尔槽试验181

三、微观分散能力和整平作用182

第四节 常用的电镀层184

第五节 各种电镀技术187

一、合金电镀和复合电镀187

二、化学镀与塑料电镀189

三、脉冲电镀、电刷镀和激光电镀191

第六节 化学转化膜194

一、铝及其合金的阳极氧化194

二、铝及其合金的电解着色和氧化铝膜的封闭196

三、磷酸盐膜198

第七节 电泳涂漆199

一、电泳涂漆的原理199

二、阳极电泳涂漆200

三、阴极电泳涂漆201

第八节 电解抛光和电化学加工方法202

一、电解抛光202

二、电解加工203

三、电铸203

第十章 有机电合成和电活性聚合物205

第一节 有机电化学反应的特点和分类205

一、有机电化学反应的特点205

二、有机电化学反应的分类206

第二节 有机电解液的溶剂、支持电解质和参比电极207

一、溶剂207

二、支持电解质208

三、参比电极209

第三节 有机化合物的阳极氧化210

一、脂肪烃、烯烃的阳极氧化210

二、醇、醚、羰基化合物的阳极氧化211

三、有机物电化学卤化212

四、含氮化合物、含硫化合物的阳极氧化213

五、芳香化合物的阳极官能化214

六、杂环化合物的阳极氧化215

七、间接电氧化216

第四节 有机化合物的阴极还原216

一、含C=C双键化合物的阴极还原216

二、有机卤代物的阴极还原217

三、羰基化合物的阴极还原217

四、含氮化合物的阴极还原219

五、含硫化合物的阴极还原220

第五节 有机电合成的电解槽和电解工业221

一、有机电合成的电解槽、电极和隔膜221

二、有机电合成的工业生产和中间试验简介223

三、电合成己二腈、四乙塞铅和电化学氟化224

第六节 导电聚合物225

一、概述225

二、导电聚合物在电池中的应用226

三、化学修饰电极和聚合物修饰电极227

第七节 有机电致显色材料230

一、电致显色器简介230

二、氧化还原型、金属有机鳌合物电致显色材料230

三、导电聚合物电致显色材料231

第八节 有机电合成的某些专题232

一、CO2的电化学还原232

二、SPE法有机电合成233

三、消耗阳极法进行有机电合成234

四、有机声电合成235

第十一章 环境保护与电化学236

第一节 电化学方法在环境保护中的应用236

第二节 电解法处理污染物238

一、电解氧化和电解还原除污染物238

二、电浮离和电凝聚241

一、原理和应用243

第三节 电渗析243

二、电渗析膜的分类和性能244

第四节 离子选择电极245

一、离子选择电极的分类及原理245

二、离子选择电极在环境分析方面的应用247

第五节 溶出伏安法及其应用248

一、电积与溶出248

二、溶出电流及其影响因素250

三、溶出伏安法在环境保护中的应用251

第十二章 电化学在生物和医学中的应用253

第一节 生物体的电现象253

一、脑波、心电和筋电253

二、细胞膜电位和刺激传递254

第二节 伏安法在生物和医学中的应用256

一、伏安法研究生物体物质的电极反应256

三、溶出伏安法在食品中的应用258

二、溶出伏安法在医学中的应用258

第三节 生物电化学传感器259

一、电化学传感器简介259

二、生物电化学传感器的原理和器件260

三、酶传感器、微生物传感器、组织传感器和免疫传感器262

第四节 应用电化学方法诊断和治疗的器件265

一、生物燃料电池265

二、FET生物传感器和DNA生物传感器266

三、利用电刺激传导的治疗方法268

四、人工肾脏中的电化学系统268

习题及答案270

附录1 原子量四位数表287

附录2 25度C水溶液的标准电极电位／V288

附录3 25度C在某些非水溶液的标准电极电位／V294

附录4 电化学(原理和应用)名词术语中英对照295

参考文献303