21世纪高等院校教材·化学类：应用电化学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨辉，卢文庆 著

图书标签:

• 电化学
• 应用电化学
• 化学教材
• 高等教育
• 21世纪教材
• 理工科
• 化学类
• 大学教材
• 科学
• 工程技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030089595

版次：1

商品编码：10985294

包装：平装

开本：16开

出版时间：2001-03-01

用纸：胶版纸

页数：267

字数：327000

正文语种：中文

内容简介

《21世纪高等院校教材·化学类：
应用电化学》是作者在讲授“应用电化学”课程讲稿的基础上编写而成，旨在既能反映应用电化学学科全貌，又能理论联系实际，在阐明电化学基本原理的基础上，系统地讨论电化学原理在各相关领域中的应用，反映出应用电化学学科的综合性、边缘性和实用性。全书共分为八章：电化学理论基础；电催化过程；化学电源；金属的表面精饰；无机物的电解工业；有机物的电解合成；电化学传感器和电化学腐蚀与防护。书中还列有重要参考文献和习题，以便于读者自学。
《21世纪高等院校教材·化学类：
应用电化学》可作为高等院校化学、化工等专业的教学用书和研究生的参考教材，也可供从事电化学教学、科研和生产的有关人员参考。

内页插图

目录

前言
第一章 电化学理论基础
1.1 电化学体系的基本单元
1.2 电化学过程热力学
1.3 非法拉第过程及电极/溶液界面的性能
1.4 法拉第过程和影响电极反应速度的因素
1.5 物质传递控制反应绪论
1.6 电化学研究方法介绍
参考文献

第二章 电催化过程
2.1 电催化原理
2.2 氢电极反应的电催化
2.3 氧电极反应的电催化
2.4 有机小分子的电催化氧化
参考文献

第三章 化学电源
3.1 概述
3.2 一次电池
3.3 二次电池
3.4 燃料电池
参考文献

第四章 金属的表面精饰
4.1 金属电沉积和电镀原理
4.2 电镀过程
4.3 金属的阳极氧化
4.4 电泳涂装技术
参考文献

第五章 无机物的电解工业
5.1 概述
5.2 氯碱工业
5.3 氯酸盐和高氯酸盐的电合成
5.4 锰化合物的电解合成
5.5 电解法生产过氧化氢
5.6 水的电解
参考文献

第六章 有机物的电解合成
6.1 概述
6.2 有机电合成的若干发展方向
6.3 已二腈的电解合成
6.4 四烷基铅
6.5 糖精
6.6 苯二酚
6.7 有机化合物的电化学氟化
6.8 均匀设计法在有机电化学合成工艺中的应用
6.9 国外有机物电解合成研究动向
参考文献

第七章 电化学传感器
7.1 概述
7.2 控制电位电解型气体传感器
7.3 生物电化学传感器
参考文献

第八章 电化学腐蚀与防护
8.1 金属腐蚀与防护的意义
8.2 金属的电化学腐蚀
8.3 腐蚀电池
8.4 电势-pH图及其在金属防护中的应用
8.5 金属的电化学防腐蚀
参考文献
全书思考题和习题

精彩书摘

极区的溶液。为了避免辅助电极对测量到的数据产生任何特征性影响，对辅助电极的结构还是有一定的要求。如与工作电极相比，辅助电极应具有大的表面积使得外部所加的极化主要作用于工作电极上，辅助电极本身电阻要小，并且不容易极化，同时对其形状和位置也有要求。
参比电极（reference electrode，简称RE）：是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极（相对于参比电极）的电极电势。在控制电位实验中，因为参比半电池保持固定的电势，因而加到电化学池上的电势的任何变化值直接表现在工作电极／电解质溶液的界面上。实际上，参比电极起着既提供热力学参比，又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。既然参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能：应是可逆电极，其电极电势符合Nernst方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度，流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状；应具有良好的电势稳定性和重现性等。不同研究体系可选择不同的参比电极，水溶液体系中常见的参比电极有：饱和甘汞电极（SCE）、Ag/AgCI电极、标准氢电极（SHE或NHE）等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的，尽管水溶液参比电极也可以使用，但不可避免地会给体系带入水分，影响研究效果，因此，建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+（乙腈）。工业上常应用简易参比电极，或用辅助电极兼做参比电极。在测量工作电极的电势时，参比电极内的溶液和被研究体系的溶液组成往往不一样，为降低或消除液接电势，常选用盐桥；为减小未补偿的溶液电阻，常使用鲁金毛细管。图1.1为一般电化学研究中所用的两电极体系和三电极体系的示意图。
对于化学电源和电解装置，辅助电极和参比电极通常合二为一。化学电源中电极材料可以参加成流反应，本身可溶解或化学组成发生改变。而对于电解过程，电极一般不参加化学的或电化学的反应，仅是将电能传递至发生电化学反应的电极／溶液界面。制备在电解过程中能长时间保持本身性能的不溶性电极一直是电化学工业中最复杂也是最困难的问题之一。不溶性电极除应具有高的化学稳定性外，对催化性能、机械强度等亦有要求。有关不溶性电极将在电化学应用部分加以介绍。
……

前言/序言

21世纪高等院校教材·化学类：应用电化学 本书导读：深入探索电化学原理及其在现代工业中的广泛应用 引言 电化学，作为化学与物理学的交叉学科，是理解和利用物质在电能与化学能之间转换过程的关键所在。从基础的电解质溶液理论到复杂的功能材料设计，电化学原理渗透于现代科学、技术乃至日常生活的方方面面。本书《21世纪高等院校教材·化学类：应用电化学》旨在为化学、材料科学、化学工程、能源科学等相关专业的学生提供一套全面、深入且与时俱进的教材，帮助他们构建坚实的理论基础，并掌握将这些理论应用于实际工程问题的能力。 本书的编写严格遵循高等教育的教学要求，内容组织上力求逻辑清晰、循序渐进，理论深度与工程实践紧密结合，以适应快速发展的科技前沿。我们着重于系统地阐述经典电化学理论，同时积极引入近年来在新能源、环境治理、传感器技术等领域取得的重大突破。 --- 第一部分：电化学基础理论的重构与深化 (Fundamentals Reconstructed) 本部分致力于为读者打下不可动摇的理论基石，不仅涵盖了传统的法拉第定律、能斯特方程等核心概念，更侧重于从现代物理化学角度对电化学现象进行深入剖析。 第一章：电化学概述与基本概念 本章首先界定电化学的范畴，明确其在化学热力学与动力学中的独特地位。重点阐述电化学体系的构建要素：电极、电解质、界面。详细介绍电极电位的概念，包括热力学平衡电位与实际工作电位。核心内容包括对标准电极电位表的系统解读，理解其在预测氧化还原反应方向中的决定性作用。此外，本章引入了电化学热力学的基石——吉布斯自由能（$Delta G$）与电动势（$E$）之间的精确关系，并引入了电化学电池（原电池与电解池）的能量转换效率分析框架。 第二章：电化学界面与双电层结构 (The Electrochemical Interface) 电化学反应的本质发生在相界面，因此对该界面的微观结构理解至关重要。本章深入探讨了电极/电解质界面的结构模型，从早期的亥姆霍兹（Helmholtz）模型，到更贴近实际的郭伊-查曼（Gouy-Chapman）扩散层模型，以及后期的修正模型。重点解析电荷转移过程的物理图像，阐述零电荷点（PZC）的概念及其对电极表面性质的影响。本章还将介绍几种关键的表面敏感技术在研究双电层结构中的应用原理，为后续的动力学研究奠定基础。 第三章：电化学反应动力学 (Electrochemical Kinetics) 反应速率是衡量电化学过程效率的关键指标。本章从电荷转移步骤的能垒理论出发，详细阐述了巴特勒-沃尔默（Butler-Volmer）方程的推导过程及其物理意义。读者将学会如何利用该方程分析不同过电位下的反应特性。针对简化情况，本章会精讲塔菲尔（Tafel）方程的应用，并讨论如何通过实验测定交换电流密度（$i_0$）和电荷转移系数（$alpha$），这些参数是评估反应活性的核心指标。此外，本章会涉及浓差极化和欧姆极化的效应，为理解实际工作条件下的电化学反应提供完整的动力学图景。 第四章：电化学输运现象 (Mass Transport Phenomena) 在电化学反应中，反应物必须从溶液主体迁移到电极表面，产物则需要离开界面。本章专注于物质迁移的机制：扩散、迁移（电泳）和对流。详细分析菲克定律在电化学系统中的应用，特别是对于限速步骤由扩散控制的体系。本章将系统介绍极限扩散电流的计算方法，并着重讲解旋转圆盘电极（RDE）这一经典工具在分离和量化不同极化机制方面的原理与数据处理方法。对流在工程应用中的重要性也将被充分讨论。 --- 第二部分：经典电化学技术与应用 (Classic Techniques and Applications) 本部分将理论知识转化为可操作的实验技术，并介绍电化学在传统工业中的重要角色。 第五章：电化学测量方法导论 本章是实验操作的基础。系统介绍现代电化学研究中最常用的电位阶跃与线性扫描技术（如循环伏安法CV）。详细解析CV曲线的形状、峰值电流与扫描速率的关系，理解其在定性分析和机理研究中的强大功能。此外，本章还将介绍电化学阻抗谱（EIS）的基本原理，如何利用阻抗谱区分界面电阻、电荷转移电阻和扩散阻抗，是理解电化学体系“内阻”的关键技术。 第六章：电沉积与电解精炼 (Electrodeposition and Refining) 电沉积是金属材料工业中的核心技术。本章深入探讨金属离子在阴极上的还原过程，分析影响沉积层形貌、晶体结构和镀层性能的关键因素，如电流密度、电解质组分和温度。重点剖析电流效率和沉积过电位对镀层质量的调控作用。同时，本章介绍电解精炼（如铜的精炼）的工业流程，解析如何通过电化学手段实现高纯度金属的制备。 第七章：电解法制备与分解 (Electrolysis for Synthesis and Decomposition) 本章聚焦于大规模的化学品制备。详细分析氯碱工业（生产$ ext{Cl}_2$、$ ext{NaOH}$和$ ext{H}_2$）的电解槽设计、膜技术（如离子交换膜）的应用与优化。同时，探讨电解水制氢的能耗分析与催化剂选择。在有机合成领域，本章介绍电化学氧化还原反应在特定有机物合成中的应用，展示电化学方法作为绿色合成路径的潜力。 --- 第三部分：现代电化学的前沿领域 (Frontiers in Modern Electrochemistry) 本部分将视角转向21世纪最具活力的应用方向——能源存储、转换与环境治理。 第八章：电化学储能技术：电池系统 (Electrochemical Energy Storage: Batteries) 电化学储能是当前能源转型的核心驱动力。本章系统介绍锂离子电池的工作原理，从正负极材料的结构特性、电解液的设计到固态电解质的挑战。深入分析影响电池性能的关键电化学过程，包括锂离子在正极材料中的嵌入/脱出动力学，以及副反应如SEI膜的形成与演变。此外，本章将简要介绍钠离子电池、液流电池等下一代储能技术的基本电化学框架。 第九章：电催化与燃料电池 (Electrocatalysis and Fuel Cells) 燃料电池是高效、清洁的能源转换装置。本章重点阐述电催化的基础概念，分析贵金属（如Pt）和非贵金属催化剂在氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）中的催化机理。详细介绍质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）的结构、电化学性能限制因素，特别是催化剂中毒和膜的性能衰减问题。 第十章：电化学在环境修复中的应用 (Electrochemistry in Environmental Remediation) 本章探讨电化学技术在水处理和污染物降解中的绿色应用。详细介绍电化学氧化/还原技术（EOR/ER）处理难降解有机污染物（如抗生素、染料）的机理，包括直接氧化还原和间接氧化（如通过生成高活性自由基，如$cdot ext{OH}$）。介绍电化学絮凝/沉淀去除重金属离子的过程，分析电解池设计对去除效率的影响。 结语 《应用电化学》是一门充满活力和广阔前景的学科。本书的编写力求平衡理论深度与工程实用性，旨在培养学生利用电化学思维解决实际问题的能力。完成本书的学习后，读者将能够熟练掌握电化学测量技术，理解核心能源转换与存储系统的运行机理，并能面向未来的材料与环境挑战，设计和优化相关的电化学过程。 --- 推荐读者对象： 化学、应用化学、材料科学与工程专业本科生及研究生 化学工程、新能源科学与技术相关专业师生 从事电化学相关领域（如电池、电镀、电催化）研发工作的工程师与科研人员

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在选择这本教材之前，我浏览过不少同类书籍，但大多内容过于理论化，或者过于注重某个细分领域，难以形成系统性的认知。直到我接触到《应用电化学》，我才发现原来可以将如此复杂的学科讲得如此生动和全面。这本书最大的亮点在于其内容的广度和深度都达到了一个很高的水平。它不仅涵盖了电化学的基础理论，比如电解、原电池、电化学动力学等，还深入探讨了许多前沿的应用方向，例如生物电化学、纳米电化学以及电化学在新能源技术中的角色。我特别欣赏书中关于电化学界面现象的论述，从双电层结构到吸附和电化学反应的发生，作者都进行了详尽的分析，并辅以清晰的示意图，这对于理解电极表面发生的精细过程至关重要。此外，书中对电化学研究中常用到的仪器设备和实验方法也进行了介绍，这对于未来打算从事科研工作的学生来说，无疑是宝贵的参考。这本书的编写风格严谨而不失生动，让我能够沉浸在知识的海洋中，不断发现新的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书在我的专业学习生涯中扮演了不可或缺的角色。它不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的导师，将那些深奥的电化学原理以一种清晰易懂的方式呈现出来。初次翻阅时，我被书中扎实的理论基础和严谨的逻辑体系所折服。作者并没有仅仅停留在概念的罗列，而是深入浅出地剖析了电化学反应的微观机制，并通过大量的图示和表格，将抽象的化学过程具象化，极大地降低了理解的难度。尤其是在能量存储和转化这一章节，它详细介绍了各类电池的工作原理、优缺点以及发展前景，这对于我理解当前能源危机和可持续发展的重要性，以及未来可能的研究方向，都起到了至关重要的启示作用。书中对电化学在环境治理中的应用也进行了深刻的探讨，例如电化学废水处理技术，这让我意识到化学不仅仅是实验室里的理论，更能实实在在地解决社会问题，这极大地激发了我对应用化学的浓厚兴趣和探索欲望。总而言之，这本书为我打下了坚实的理论基础，并拓宽了我对应用电化学的视野，我十分庆幸能够拥有这样一本优秀的教材。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在工业界工作的工程师，我深知理论知识与实际应用的差距。而这本《应用电化学》恰恰填补了这一鸿沟。书中大量的工业案例分析，例如电冶金、电镀、电合成等，都具有极强的现实指导意义。它不仅仅是停留在理论层面，更是将复杂的电化学原理与实际生产过程中的问题相结合，提供了解决问题的思路和方法。我印象最深刻的是关于电化学合成的章节，它详细阐述了如何通过控制电极电势和电解液成分来高效地合成有价值的化学品，这对于我们优化生产工艺、降低成本具有直接的借鉴作用。书中对电化学在能源领域的应用，特别是燃料电池和超级电容器的介绍，也为我们提供了未来技术发展的重要方向。它让我看到了应用电化学在推动绿色化学和可持续发展方面的巨大潜力。这本书的实践导向性极强，是我在工作中解决实际问题时的重要参考资料。

评分☆☆☆☆☆

对于我这个刚开始接触应用电化学的学生来说，这本书简直是救星！之前听老师讲课，感觉很多概念都云里雾里的，尤其是那些涉及到量子化学和统计力学的东西，简直让我头大。但是这本教材，真的做到了“润物细无声”。它从最基础的电极电势、能斯特方程讲起，一步一步，不疾不徐，而且每一章都会在前一章的基础上进行拓展。最让我喜欢的是，它在讲解理论的同时，还穿插了很多实际的应用案例，比如电化学传感器在食品安全检测中的应用，还有电化学在金属防腐蚀领域的策略。这些案例让我觉得，学到的东西不是孤立的，而是能够与现实世界紧密联系起来的。书中的习题设计也很有代表性，既有巩固基础的计算题，也有一些需要思考和分析的综合题，做完之后我感觉自己对知识点的掌握更加牢固了。虽然有时候会遇到一些比较难的公式，但作者通常都会给出详细的推导过程，让我能够理解它的来龙去脉，而不是死记硬背。这本书真的让我对应用电化学这个领域产生了由衷的敬畏和好奇。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受就是“条理清晰”。作为一门跨学科的知识，电化学本身就比较抽象，而应用电化学更是涉及多个领域。然而，这本书的章节划分非常合理，从最基础的原理讲到具体的应用，层层递进，逻辑性非常强。我尤其喜欢它在引入新概念时，都会先给出其在现实生活中的应用背景，比如在介绍电化学分析方法时，会先谈到它如何用于检测水体污染物，如何用于临床诊断。这样的引入方式，让我能够很快地理解这个概念的意义和重要性，也更容易引发我的学习兴趣。书中对于数学模型的运用也恰到好处，既保证了理论的严谨性，又不会让非数学专业背景的学生感到望而却步。而且，作者在解释一些复杂过程时，善于使用类比和比喻，这极大地帮助了我理解那些抽象的微观粒子行为。总的来说，这本书的结构设计和内容讲解都非常出色，能够帮助读者建立起一个完整、清晰的应用电化学知识体系。

评分☆☆☆☆☆

书的质量不错，发货挺快，总体满意。

评分☆☆☆☆☆

还不错，应该是正版。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

还不错，应该是正版。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

内容深入浅出，比较基础，没有过多的数学推导。

评分☆☆☆☆☆

书不错，正是想要的。快递也不错

评分☆☆☆☆☆

一般……………

评分☆☆☆☆☆

书的质量不错，发货挺快，总体满意。

评分☆☆☆☆☆

还不错，应该是正版。。。。。。