21世紀高等院校教材·化學類：應用電化學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊輝，盧文慶 著

圖書標籤:

• 電化學
• 應用電化學
• 化學教材
• 高等教育
• 21世紀教材
• 理工科
• 化學類
• 大學教材
• 科學
• 工程技術

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030089595

版次：1

商品編碼：10985294

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2001-03-01

用紙：膠版紙

頁數：267

字數：327000

正文語種：中文

內容簡介

《21世紀高等院校教材·化學類：
應用電化學》是作者在講授“應用電化學”課程講稿的基礎上編寫而成，旨在既能反映應用電化學學科全貌，又能理論聯係實際，在闡明電化學基本原理的基礎上，係統地討論電化學原理在各相關領域中的應用，反映齣應用電化學學科的綜閤性、邊緣性和實用性。全書共分為八章：電化學理論基礎；電催化過程；化學電源；金屬的錶麵精飾；無機物的電解工業；有機物的電解閤成；電化學傳感器和電化學腐蝕與防護。書中還列有重要參考文獻和習題，以便於讀者自學。
《21世紀高等院校教材·化學類：
應用電化學》可作為高等院校化學、化工等專業的教學用書和研究生的參考教材，也可供從事電化學教學、科研和生産的有關人員參考。

內頁插圖

目錄

前言
第一章 電化學理論基礎
1.1 電化學體係的基本單元
1.2 電化學過程熱力學
1.3 非法拉第過程及電極/溶液界麵的性能
1.4 法拉第過程和影響電極反應速度的因素
1.5 物質傳遞控製反應緒論
1.6 電化學研究方法介紹
參考文獻

第二章 電催化過程
2.1 電催化原理
2.2 氫電極反應的電催化
2.3 氧電極反應的電催化
2.4 有機小分子的電催化氧化
參考文獻

第三章 化學電源
3.1 概述
3.2 一次電池
3.3 二次電池
3.4 燃料電池
參考文獻

第四章 金屬的錶麵精飾
4.1 金屬電沉積和電鍍原理
4.2 電鍍過程
4.3 金屬的陽極氧化
4.4 電泳塗裝技術
參考文獻

第五章 無機物的電解工業
5.1 概述
5.2 氯堿工業
5.3 氯酸鹽和高氯酸鹽的電閤成
5.4 錳化閤物的電解閤成
5.5 電解法生産過氧化氫
5.6 水的電解
參考文獻

第六章 有機物的電解閤成
6.1 概述
6.2 有機電閤成的若乾發展方嚮
6.3 已二腈的電解閤成
6.4 四烷基鉛
6.5 糖精
6.6 苯二酚
6.7 有機化閤物的電化學氟化
6.8 均勻設計法在有機電化學閤成工藝中的應用
6.9 國外有機物電解閤成研究動嚮
參考文獻

第七章 電化學傳感器
7.1 概述
7.2 控製電位電解型氣體傳感器
7.3 生物電化學傳感器
參考文獻

第八章 電化學腐蝕與防護
8.1 金屬腐蝕與防護的意義
8.2 金屬的電化學腐蝕
8.3 腐蝕電池
8.4 電勢-pH圖及其在金屬防護中的應用
8.5 金屬的電化學防腐蝕
參考文獻
全書思考題和習題

精彩書摘

極區的溶液。為瞭避免輔助電極對測量到的數據産生任何特徵性影響，對輔助電極的結構還是有一定的要求。如與工作電極相比，輔助電極應具有大的錶麵積使得外部所加的極化主要作用於工作電極上，輔助電極本身電阻要小，並且不容易極化，同時對其形狀和位置也有要求。
參比電極（reference electrode，簡稱RE）：是指一個已知電勢的接近於理想不極化的電極，參比電極上基本沒有電流通過，用於測定研究電極（相對於參比電極）的電極電勢。在控製電位實驗中，因為參比半電池保持固定的電勢，因而加到電化學池上的電勢的任何變化值直接錶現在工作電極／電解質溶液的界麵上。實際上，參比電極起著既提供熱力學參比，又將工作電極作為研究體係隔離的雙重作用。既然參比電極是理想不極化電極，它應具備下列性能：應是可逆電極，其電極電勢符閤Nernst方程；參比電極反應應有較大的交換電流密度，流過微小的電流時電極電勢能迅速恢復原狀；應具有良好的電勢穩定性和重現性等。不同研究體係可選擇不同的參比電極，水溶液體係中常見的參比電極有：飽和甘汞電極（SCE）、Ag/AgCI電極、標準氫電極（SHE或NHE）等。許多有機電化學測量是在非水溶劑中進行的，盡管水溶液參比電極也可以使用，但不可避免地會給體係帶入水分，影響研究效果，因此，建議最好使用非水參比體係。常用的非水參比體係為Ag/Ag+（乙腈）。工業上常應用簡易參比電極，或用輔助電極兼做參比電極。在測量工作電極的電勢時，參比電極內的溶液和被研究體係的溶液組成往往不一樣，為降低或消除液接電勢，常選用鹽橋；為減小未補償的溶液電阻，常使用魯金毛細管。圖1.1為一般電化學研究中所用的兩電極體係和三電極體係的示意圖。
對於化學電源和電解裝置，輔助電極和參比電極通常閤二為一。化學電源中電極材料可以參加成流反應，本身可溶解或化學組成發生改變。而對於電解過程，電極一般不參加化學的或電化學的反應，僅是將電能傳遞至發生電化學反應的電極／溶液界麵。製備在電解過程中能長時間保持本身性能的不溶性電極一直是電化學工業中最復雜也是最睏難的問題之一。不溶性電極除應具有高的化學穩定性外，對催化性能、機械強度等亦有要求。有關不溶性電極將在電化學應用部分加以介紹。
……

前言/序言

21世紀高等院校教材·化學類：應用電化學 本書導讀：深入探索電化學原理及其在現代工業中的廣泛應用 引言 電化學，作為化學與物理學的交叉學科，是理解和利用物質在電能與化學能之間轉換過程的關鍵所在。從基礎的電解質溶液理論到復雜的功能材料設計，電化學原理滲透於現代科學、技術乃至日常生活的方方麵麵。本書《21世紀高等院校教材·化學類：應用電化學》旨在為化學、材料科學、化學工程、能源科學等相關專業的學生提供一套全麵、深入且與時俱進的教材，幫助他們構建堅實的理論基礎，並掌握將這些理論應用於實際工程問題的能力。 本書的編寫嚴格遵循高等教育的教學要求，內容組織上力求邏輯清晰、循序漸進，理論深度與工程實踐緊密結閤，以適應快速發展的科技前沿。我們著重於係統地闡述經典電化學理論，同時積極引入近年來在新能源、環境治理、傳感器技術等領域取得的重大突破。 --- 第一部分：電化學基礎理論的重構與深化 (Fundamentals Reconstructed) 本部分緻力於為讀者打下不可動搖的理論基石，不僅涵蓋瞭傳統的法拉第定律、能斯特方程等核心概念，更側重於從現代物理化學角度對電化學現象進行深入剖析。 第一章：電化學概述與基本概念 本章首先界定電化學的範疇，明確其在化學熱力學與動力學中的獨特地位。重點闡述電化學體係的構建要素：電極、電解質、界麵。詳細介紹電極電位的概念，包括熱力學平衡電位與實際工作電位。核心內容包括對標準電極電位錶的係統解讀，理解其在預測氧化還原反應方嚮中的決定性作用。此外，本章引入瞭電化學熱力學的基石——吉布斯自由能（$Delta G$）與電動勢（$E$）之間的精確關係，並引入瞭電化學電池（原電池與電解池）的能量轉換效率分析框架。 第二章：電化學界麵與雙電層結構 (The Electrochemical Interface) 電化學反應的本質發生在相界麵，因此對該界麵的微觀結構理解至關重要。本章深入探討瞭電極/電解質界麵的結構模型，從早期的亥姆霍茲（Helmholtz）模型，到更貼近實際的郭伊-查曼（Gouy-Chapman）擴散層模型，以及後期的修正模型。重點解析電荷轉移過程的物理圖像，闡述零電荷點（PZC）的概念及其對電極錶麵性質的影響。本章還將介紹幾種關鍵的錶麵敏感技術在研究雙電層結構中的應用原理，為後續的動力學研究奠定基礎。 第三章：電化學反應動力學 (Electrochemical Kinetics) 反應速率是衡量電化學過程效率的關鍵指標。本章從電荷轉移步驟的能壘理論齣發，詳細闡述瞭巴特勒-沃爾默（Butler-Volmer）方程的推導過程及其物理意義。讀者將學會如何利用該方程分析不同過電位下的反應特性。針對簡化情況，本章會精講塔菲爾（Tafel）方程的應用，並討論如何通過實驗測定交換電流密度（$i_0$）和電荷轉移係數（$alpha$），這些參數是評估反應活性的核心指標。此外，本章會涉及濃差極化和歐姆極化的效應，為理解實際工作條件下的電化學反應提供完整的動力學圖景。 第四章：電化學輸運現象 (Mass Transport Phenomena) 在電化學反應中，反應物必須從溶液主體遷移到電極錶麵，産物則需要離開界麵。本章專注於物質遷移的機製：擴散、遷移（電泳）和對流。詳細分析菲剋定律在電化學係統中的應用，特彆是對於限速步驟由擴散控製的體係。本章將係統介紹極限擴散電流的計算方法，並著重講解鏇轉圓盤電極（RDE）這一經典工具在分離和量化不同極化機製方麵的原理與數據處理方法。對流在工程應用中的重要性也將被充分討論。 --- 第二部分：經典電化學技術與應用 (Classic Techniques and Applications) 本部分將理論知識轉化為可操作的實驗技術，並介紹電化學在傳統工業中的重要角色。 第五章：電化學測量方法導論 本章是實驗操作的基礎。係統介紹現代電化學研究中最常用的電位階躍與綫性掃描技術（如循環伏安法CV）。詳細解析CV麯綫的形狀、峰值電流與掃描速率的關係，理解其在定性分析和機理研究中的強大功能。此外，本章還將介紹電化學阻抗譜（EIS）的基本原理，如何利用阻抗譜區分界麵電阻、電荷轉移電阻和擴散阻抗，是理解電化學體係“內阻”的關鍵技術。 第六章：電沉積與電解精煉 (Electrodeposition and Refining) 電沉積是金屬材料工業中的核心技術。本章深入探討金屬離子在陰極上的還原過程，分析影響沉積層形貌、晶體結構和鍍層性能的關鍵因素，如電流密度、電解質組分和溫度。重點剖析電流效率和沉積過電位對鍍層質量的調控作用。同時，本章介紹電解精煉（如銅的精煉）的工業流程，解析如何通過電化學手段實現高純度金屬的製備。 第七章：電解法製備與分解 (Electrolysis for Synthesis and Decomposition) 本章聚焦於大規模的化學品製備。詳細分析氯堿工業（生産$ ext{Cl}_2$、$ ext{NaOH}$和$ ext{H}_2$）的電解槽設計、膜技術（如離子交換膜）的應用與優化。同時，探討電解水製氫的能耗分析與催化劑選擇。在有機閤成領域，本章介紹電化學氧化還原反應在特定有機物閤成中的應用，展示電化學方法作為綠色閤成路徑的潛力。 --- 第三部分：現代電化學的前沿領域 (Frontiers in Modern Electrochemistry) 本部分將視角轉嚮21世紀最具活力的應用方嚮——能源存儲、轉換與環境治理。 第八章：電化學儲能技術：電池係統 (Electrochemical Energy Storage: Batteries) 電化學儲能是當前能源轉型的核心驅動力。本章係統介紹鋰離子電池的工作原理，從正負極材料的結構特性、電解液的設計到固態電解質的挑戰。深入分析影響電池性能的關鍵電化學過程，包括鋰離子在正極材料中的嵌入/脫齣動力學，以及副反應如SEI膜的形成與演變。此外，本章將簡要介紹鈉離子電池、液流電池等下一代儲能技術的基本電化學框架。 第九章：電催化與燃料電池 (Electrocatalysis and Fuel Cells) 燃料電池是高效、清潔的能源轉換裝置。本章重點闡述電催化的基礎概念，分析貴金屬（如Pt）和非貴金屬催化劑在氧還原反應（ORR）和析氫反應（HER）中的催化機理。詳細介紹質子交換膜燃料電池（PEMFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC）的結構、電化學性能限製因素，特彆是催化劑中毒和膜的性能衰減問題。 第十章：電化學在環境修復中的應用 (Electrochemistry in Environmental Remediation) 本章探討電化學技術在水處理和汙染物降解中的綠色應用。詳細介紹電化學氧化/還原技術（EOR/ER）處理難降解有機汙染物（如抗生素、染料）的機理，包括直接氧化還原和間接氧化（如通過生成高活性自由基，如$cdot ext{OH}$）。介紹電化學絮凝/沉澱去除重金屬離子的過程，分析電解池設計對去除效率的影響。 結語 《應用電化學》是一門充滿活力和廣闊前景的學科。本書的編寫力求平衡理論深度與工程實用性，旨在培養學生利用電化學思維解決實際問題的能力。完成本書的學習後，讀者將能夠熟練掌握電化學測量技術，理解核心能源轉換與存儲係統的運行機理，並能麵嚮未來的材料與環境挑戰，設計和優化相關的電化學過程。 --- 推薦讀者對象： 化學、應用化學、材料科學與工程專業本科生及研究生 化學工程、新能源科學與技術相關專業師生 從事電化學相關領域（如電池、電鍍、電催化）研發工作的工程師與科研人員

評分☆☆☆☆☆

作為一名在工業界工作的工程師，我深知理論知識與實際應用的差距。而這本《應用電化學》恰恰填補瞭這一鴻溝。書中大量的工業案例分析，例如電冶金、電鍍、電閤成等，都具有極強的現實指導意義。它不僅僅是停留在理論層麵，更是將復雜的電化學原理與實際生産過程中的問題相結閤，提供瞭解決問題的思路和方法。我印象最深刻的是關於電化學閤成的章節，它詳細闡述瞭如何通過控製電極電勢和電解液成分來高效地閤成有價值的化學品，這對於我們優化生産工藝、降低成本具有直接的藉鑒作用。書中對電化學在能源領域的應用，特彆是燃料電池和超級電容器的介紹，也為我們提供瞭未來技術發展的重要方嚮。它讓我看到瞭應用電化學在推動綠色化學和可持續發展方麵的巨大潛力。這本書的實踐導嚮性極強，是我在工作中解決實際問題時的重要參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受就是“條理清晰”。作為一門跨學科的知識，電化學本身就比較抽象，而應用電化學更是涉及多個領域。然而，這本書的章節劃分非常閤理，從最基礎的原理講到具體的應用，層層遞進，邏輯性非常強。我尤其喜歡它在引入新概念時，都會先給齣其在現實生活中的應用背景，比如在介紹電化學分析方法時，會先談到它如何用於檢測水體汙染物，如何用於臨床診斷。這樣的引入方式，讓我能夠很快地理解這個概念的意義和重要性，也更容易引發我的學習興趣。書中對於數學模型的運用也恰到好處，既保證瞭理論的嚴謹性，又不會讓非數學專業背景的學生感到望而卻步。而且，作者在解釋一些復雜過程時，善於使用類比和比喻，這極大地幫助瞭我理解那些抽象的微觀粒子行為。總的來說，這本書的結構設計和內容講解都非常齣色，能夠幫助讀者建立起一個完整、清晰的應用電化學知識體係。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在選擇這本教材之前，我瀏覽過不少同類書籍，但大多內容過於理論化，或者過於注重某個細分領域，難以形成係統性的認知。直到我接觸到《應用電化學》，我纔發現原來可以將如此復雜的學科講得如此生動和全麵。這本書最大的亮點在於其內容的廣度和深度都達到瞭一個很高的水平。它不僅涵蓋瞭電化學的基礎理論，比如電解、原電池、電化學動力學等，還深入探討瞭許多前沿的應用方嚮，例如生物電化學、納米電化學以及電化學在新能源技術中的角色。我特彆欣賞書中關於電化學界麵現象的論述，從雙電層結構到吸附和電化學反應的發生，作者都進行瞭詳盡的分析，並輔以清晰的示意圖，這對於理解電極錶麵發生的精細過程至關重要。此外，書中對電化學研究中常用到的儀器設備和實驗方法也進行瞭介紹，這對於未來打算從事科研工作的學生來說，無疑是寶貴的參考。這本書的編寫風格嚴謹而不失生動，讓我能夠沉浸在知識的海洋中，不斷發現新的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書在我的專業學習生涯中扮演瞭不可或缺的角色。它不僅僅是一本教材，更像是一位循循善誘的導師，將那些深奧的電化學原理以一種清晰易懂的方式呈現齣來。初次翻閱時，我被書中紮實的理論基礎和嚴謹的邏輯體係所摺服。作者並沒有僅僅停留在概念的羅列，而是深入淺齣地剖析瞭電化學反應的微觀機製，並通過大量的圖示和錶格，將抽象的化學過程具象化，極大地降低瞭理解的難度。尤其是在能量存儲和轉化這一章節，它詳細介紹瞭各類電池的工作原理、優缺點以及發展前景，這對於我理解當前能源危機和可持續發展的重要性，以及未來可能的研究方嚮，都起到瞭至關重要的啓示作用。書中對電化學在環境治理中的應用也進行瞭深刻的探討，例如電化學廢水處理技術，這讓我意識到化學不僅僅是實驗室裏的理論，更能實實在在地解決社會問題，這極大地激發瞭我對應用化學的濃厚興趣和探索欲望。總而言之，這本書為我打下瞭堅實的理論基礎，並拓寬瞭我對應用電化學的視野，我十分慶幸能夠擁有這樣一本優秀的教材。

評分☆☆☆☆☆

對於我這個剛開始接觸應用電化學的學生來說，這本書簡直是救星！之前聽老師講課，感覺很多概念都雲裏霧裏的，尤其是那些涉及到量子化學和統計力學的東西，簡直讓我頭大。但是這本教材，真的做到瞭“潤物細無聲”。它從最基礎的電極電勢、能斯特方程講起，一步一步，不疾不徐，而且每一章都會在前一章的基礎上進行拓展。最讓我喜歡的是，它在講解理論的同時，還穿插瞭很多實際的應用案例，比如電化學傳感器在食品安全檢測中的應用，還有電化學在金屬防腐蝕領域的策略。這些案例讓我覺得，學到的東西不是孤立的，而是能夠與現實世界緊密聯係起來的。書中的習題設計也很有代錶性，既有鞏固基礎的計算題，也有一些需要思考和分析的綜閤題，做完之後我感覺自己對知識點的掌握更加牢固瞭。雖然有時候會遇到一些比較難的公式，但作者通常都會給齣詳細的推導過程，讓我能夠理解它的來龍去脈，而不是死記硬背。這本書真的讓我對應用電化學這個領域産生瞭由衷的敬畏和好奇。

評分☆☆☆☆☆

很好的科研輔助工具，我很喜歡這本書，有很多電化學的基礎知識，對剛入門的人有很大的幫助！

評分☆☆☆☆☆

書的質量不錯，發貨挺快，總體滿意。

評分☆☆☆☆☆

書的切割有點問題，有幾頁的角往書裏摺沒有被切割到

評分☆☆☆☆☆

內容深入淺齣，比較基礎，沒有過多的數學推導。

評分☆☆☆☆☆

還不錯，應該是正版。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

很好的科研輔助工具，我很喜歡這本書，有很多電化學的基礎知識，對剛入門的人有很大的幫助！

評分☆☆☆☆☆

一般……………

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

很好的科研輔助工具，我很喜歡這本書，有很多電化學的基礎知識，對剛入門的人有很大的幫助！