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肖友军，李立清 等 著

图书标签:

• 电化学
• 应用电化学
• 腐蚀
• 电极过程
• 电解
• 能源
• 传感器
• 材料科学
• 分析化学
• 表面化学

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122159991

版次：1

商品编码：11212972

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-04-01

页数：172

正文语种：中文

内容简介

　　《应用电化学》在阐明电化学基本原理的基础上，系统地介绍了电化学原理在各相关领域中的应用，主要内容包括：电化学理论基础，电化学工程基础，化学电源，金属表面精饰，无机物电解制备，有机电合成，电化学腐蚀与防护，环境保护电化学、电化学传感器。全书既有基本理论，又有实际应用，并以应用为主；对每一实际应用领域，也介绍了与之有关的原理及其新进展。
　　《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，也可供从事与电化学有关工作的科技人员参考。

目录

第1章 电化学理论基础
1.1 电化学体系的基本单元
1.1.1 电极
1.1.2 隔膜
1.1.3 电解质溶液
1.1.4 电解池的设计与安装
1.2 电化学过程的热力学
1.2.1 可逆电化学过程的热力学
1.2.2 不可逆电化学过程的热力学
1.3 非法拉第过程及电极/溶液界面的性能
1.3.1 电极的电容和电荷
1.3.2 双电层理论
1.3.3 零电荷电势与表面吸附
1.4 法拉第过程和影响电极反应速度的因素
1.4.1 电极反应种类和机理
1.4.2 电化学实验及电化学电池的变量
1.4.3 影响电极反应速度的因素及电极的极化
1.4.4 电极反应动力学简介
1.5 物质传递控制反应
1.5.1 物质的传递形式
1.5.2 稳态物质传递
1.6 电化学研究方法介绍
1.6.1 稳态和暂态
1.6.2 电势扫描技术�惭�环伏安法
1.6.3 控制电势技术�驳サ缡平自痉�
1.6.4 控制电流技术�埠愕缌鞯缃�
1.6.5 光谱电化学方法
参考文献

第2章 电化学工程基础
2.1 物料衡算
2.2 电压衡算与能量衡算
2.2.1 电压衡算
2.2.2 能量衡算
2.3 电解生产的经济技术指标
2.3.1 转化率和选择性
2.3.2 电流效率
2.3.3 电能消耗和电能效率
2.3.4 空时产率
2.4 电化学反应器
2.4.1 电化学反应器的分类
2.4.2 电化学反应器的设计
2.4.3 电解槽结构材料及电极材料的选择
参考文献

第3章 化学电源
3.1 基础知识与基础理论
3.1.1 化学电源的组成
3.1.2 化学电源的分类
3.1.3 化学电源的工作原理
3.1.4 电池电动势
3.1.5 可逆电极和可逆电池
3.1.6 浓差电池
3.1.7 电极过程
3.2 锌锰电池
3.3 蓄电池
3.3.1 铅酸蓄电池
3.3.2 镉镍电池
3.3.3 金属氢化物镍电池
3.4 锂电池和锂离子电池
3.4.1 锂电池
3.4.2 锂离子电池
3.5 燃料电池
3.5.1 燃料电池的特征、结构和分类
3.5.2 各类燃料电池
3.6 其他化学电源
3.6.1 钠硫电池
3.6.2 固体电解质电池
3.6.3 热电池
3.7 太阳能电池
3.7.1 硅太阳能电池
3.7.2 液结太阳能电池
3.8 应用于电动汽车的电池
参考文献

第4章 金属表面精饰
4.1 金属电沉积和电镀原理
4.1.1 金属电沉积的基本历程和特点
4.1.2 简单金属离子的还原
4.1.3 金属络离子的还原
4.1.4 金属共沉积原理
4.1.5 金属电结晶动力学
4.1.6 金属电沉积过程中表面活性物质的作用
4.2 电镀过程
4.2.1 镀层应具有的主要性能
4.2.2 影响镀层质量的因素
4.2.3 电镀生产工艺
4.3 常用的电镀层
4.3.1 镀镍
4.3.2 镀铜
4.3.3 镀锌
4.3.4 镀锡
4.3.5 镀铬
4.3.6 镀银
4.3.7 镀金
4.4 化学镀与塑料电镀
4.4.1 化学镀
4.4.2 塑料电镀
4.5 其他典型的电镀工艺
4.5.1 合金电镀
4.5.2 复合电镀
4.5.3 熔盐电镀
4.6 金属阳极氧化
4.6.1 金属阳极氧化原理
4.6.2 铝的阳极氧化
4.6.3 钛的阳极氧化
4.7 电泳涂装技术
4.7.1 阳极电泳涂装
4.7.2 阴极电泳涂装
参考文献

第5章 无机物的电解制备
5.1 基础知识
5.1.1 无机物电合成简介
5.1.2 几个重要的概念和术语
5.2 氯碱工业
5.2.1 隔膜槽电解法
5.2.2 汞槽电解法
5.2.3 离子膜槽电解法
5.2.4 氯碱工业发展的展望
5.3 氯酸盐和高氯酸盐的电合成
5.3.1 氯酸钠
5.3.2 高氯酸盐
5.4 锰化合物的电解合成
5.4.1 电解二氧化锰
5.4.2 高锰酸钾
5.5 电解法生产过氧化氢
5.6 水的电解
参考文献

第6章 有机电合成
6.1 基础知识与基础理论
6.2 己二腈的电合成
6.3 有机电合成进展
参考文献

第7章 环境保护电化学
7.1 电化学方法在环境保护中的应用
7.2 电解法处理污染物
7.2.1 电解氧化除氰
7.2.2 电解氧化除酚
7.2.3 电解氧化Cr（Ⅲ）为Cr（Ⅵ）
7.2.4 电解还原除铬
7.2.5 电解法应用于工业废气的脱硫处理
7.3 电浮离和电凝聚处理污染物
7.3.1 电浮离
7.3.2 电凝聚
7.4 高性能电化学废水处理体系
7.4.1 原理和检测方法
7.4.2 设备和操作
7.4.3 阳极的电催化处理后的水质
7.5 电渗析
7.5.1 原理和应用
7.5.2 电渗析膜的分类和性能
参考文献

第8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
8.4.1 FeH2O体系的pH图的构作
8.4.2 FeH2O体系的φpH图在金属防护上的应用
8.5 金属的电化学防腐蚀
8.5.1 金属镀层
8.5.2 阳极保护
8.5.3 阴极保护
8.5.4 缓蚀剂保护
参考文献

第9章 电化学传感器
9.1 电化学传感器介绍
9.1.1 电势传感器
9.1.2 安培/库仑传感器
9.1.3 电导传感器
9.2 生物电化学传感器的原理和器件
9.3 酶传感器、微生物传感器和免疫传感器
9.3.1 酶传感器
9.3.2 微生物传感器
9.3.3 组织传感器
9.3.4 免疫传感器
参考文献

前言/序言

　　电化学主要是研究电能和化学能之间相互转化及转化过程中有关规律的科学。电化学是物理化学的一个重要组成部分,电化学不仅与无机化学、有机化学、分析化学、化学工程等相关学科相关，还渗透到环境科学、能源科学、生命科学、材料科学和金属科学等领域。这就要求我们掌握电化学理论和方法并应用于实际中，为电化学基础学科和应用技术的发展做出进一步的贡献。
　　应用电化学的主要任务是多方面的，其中重要的有：电化学新能源体系的开发和利用，金属表面的精饰，电化学腐蚀与防护，电冶金，电化学传感器的开发，有机物和无机物的电解合成，电化学控制和分析方法等。
　　电化学研究涉及的电解质溶液理论、电化学热力学、电化学动力学的有关知识已在物理化学教材中作了介绍，本书在阐明电化学体系和电极过程动力学理论、电化学工程基础上，系统地讨论了电化学原理在各相关领域的应用。
　　本书在编写组成员多年来为本科生各自开设的与电化学应用相关课程讲稿的基础上，经过整合、修正、完善而成；编写时既考虑到应用电化学学科自身的特点，又考虑到其在相关领域的应用，并适当介绍了目前的现状和今后的发展方向，全书共分为九章：电化学理论基础，电化学工程基础，化学电源，金属的表面精饰，无机物电解制备，有机电合成，电化学腐蚀与防腐，环境保护电化学，电化学传感器。
　　本书第1章由李金辉编写，第2、9章由李立清编写，第6、8章由张彩霞编写，肖友军编写了其他章节并负责全书统稿。江西理工大学化学化工教研室全体老师与研究生为本书的校稿和绘图付出了辛勤的劳动，在此一并感谢。
　　由于编者水平有限，书中疏漏在所难免，恳请有关专家和广大读者批评指正。
　　编著者

现代化学工程：原理与实践 本书全面深入地探讨了现代化学工程学的核心原理、关键技术及其在工业生产中的广泛应用。全书结构严谨，内容详实，旨在为化学、化工、材料、能源等相关领域的学生、工程师和研究人员提供一本全面、实用的参考指南。 第一部分：化学工程基础与热力学 本部分奠定了化学工程学科的理论基石。我们首先回顾了化学工程的基本概念、研究范畴以及它在现代工业体系中的核心地位。随后，重点深入讲解了化学热力学的原理。这包括相平衡理论，特别是气液平衡（VLE）和液液平衡（LLE）的计算模型，如理想溶液模型、Wilson方程、NRTL和UNIQUAC模型等，这些是设计分离过程的先决条件。我们详细分析了化学反应的平衡常数、吉布斯自由能与温度、压力间的关系，并探讨了非理想溶液体系中的活度系数计算方法，确保读者能够准确预测复杂多组分体系的行为。此外，本部分还涵盖了物质的能量衡算和能量衡算，强调了能源效率在化工过程设计中的重要性，包括绝热反应器、换热器和热泵系统的设计与优化。 第二部分：流体流动与传递现象 流体力学是化工过程设计的基础。本章系统阐述了流体力学的核心内容，包括流体的基本性质、流动的连续性方程、动量守恒方程（Navier-Stokes方程）的推导与应用。我们重点讨论了管道和设备中流体的流动阻力计算，包括摩擦损失、局部阻力，并详细介绍了雷诺数、摩擦因子图（如Moody图）的应用。流体输送设备的选型是本部分的另一重点，涵盖了泵、压缩机、风机等动设备的工作原理、性能曲线分析及其在实际工况下的选型策略。 紧接着，我们进入动量、热量和质量传递的统一理论——传递现象。在动量传递方面，深入分析了层流和湍流的特征，以及剪切应力在不同流动状态下的分布。在热量传递方面，全面覆盖了传导、对流和辐射三种基本方式，并重点讲解了壳管式换热器的设计与热集成技术，包括有效传热面积的计算和污垢因子的考量。质量传递部分则聚焦于扩散理论，阐述了菲克定律在不同几何形状和流动条件下的应用，并将其与宏观分离过程联系起来。 第三部分：化学反应工程 本部分是理解化工生产核心的反应过程的关键。我们从反应动力学入手，详细分析了反应速率的定义、影响速率的因素（温度、压力、催化剂）。本部分系统地介绍了不同类型的反应器：间歇反应器（Batch）、理想平推流反应器（PFR）和理想连续搅拌釜反应器（CSTR）的物料衡算和设计方程。对于复杂反应（如连串反应、平行反应），我们探讨了反应产率和选择性的优化策略。 核心内容聚焦于催化反应工程，包括多相催化反应器的设计，如固定床、流化床反应器。我们引入了朗缪尔-希森（Langmuir-Hinshelwood）和埃林--对（Eley-Rideal）机理模型，用于描述催化剂表面反应的速率方程。此外，还深入探讨了反应器的非理想效应（如轴向弥散、返混）对反应效率的影响，并介绍了提高反应选择性和安全性的先进控制策略。 第四部分：分离工程原理与设备 化工生产中，产品分离提纯占据了极大的成本和设备比重。本部分将分离过程划分为热力学驱动和传质驱动两大类进行阐述。 在热力学驱动分离方面，我们详尽讲解了精馏理论。这包括操作线的建立、平衡数据的处理，以及McCabe-Thiele图解法、Ponchon-Savarit法等设计计算方法。针对高真空和热敏性物料，深入讨论了减压精馏、萃取的原理与设备（如萃取塔、离心萃取机）。对于共沸和易分解体系，则着重介绍了萃馏、变压精馏等非传统精馏技术。 在传质驱动分离方面，重点介绍了吸收与汽提过程的平衡关系、传质驱动力的计算和设备设计。吸收剂的选择、吸收塔的板式塔和填料塔的设计，以及操作参数的优化被详尽论述。此外，膜分离技术作为新兴分离手段，也进行了专门介绍，包括气体分离膜、液体分离膜（纳滤、反渗透）的机理、通量计算和膜组件的选型。 第五部分：过程控制与安全 现代化工过程的稳定运行离不开精确的过程控制。本章首先建立了过程动态模型，从一阶、二阶系统入手，推导了传递函数模型。重点分析了经典PID控制的设计与整定方法，如齐格勒-尼科尔斯法，并探讨了串级控制、前馈控制等高级控制策略在抑制干扰和改善响应速度方面的应用。 安全与环境是化工企业的生命线。本部分详细阐述了化工过程安全的管理体系，包括危险与可操作性分析（HAZOP）、故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）。我们讲解了压力容器、管道的应力分析与设计规范，并对反应器热失控的预防措施、安全泄放装置（如安全阀、爆破片）的设计与计算进行了严格的规范性介绍，确保过程在异常工况下能安全停车或卸压。 第六部分：化工过程的模拟、优化与绿色工程 在信息技术飞速发展的背景下，化工过程模拟与优化已成为设计和操作的核心工具。本部分介绍了流程模拟软件（如Aspen Plus、HYSYS）的基本模块和计算流程，并指导读者如何建立复杂工厂的稳态和动态模型。通过模型，可以进行灵敏度分析和参数优化，以达到最小能耗或最大利润的目标。 最后，本书将目光投向绿色化学与可持续发展。我们探讨了原子经济性、环境因子（E-factor）等绿色指标，并分析了如何通过工艺路线的改进、溶剂的替代（如使用超临界流体）以及反应器的革新（如微反应器技术）来实现过程的本质安全和环境友好。可持续能源的转化过程，如生物质转化和二氧化碳捕集与利用（CCU）技术中的化学工程问题，也被作为前沿案例进行了介绍。 本书力求将深厚的理论基础与前沿的工程实践紧密结合，通过大量的例题、工程案例分析和图表说明，帮助读者建立起对化学工程系统性、整体性的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读过程对我来说是一次观念的重塑。我原以为电化学只是停留在简单的电池充放电概念上，但通过这本书的深入学习，我才认识到它在化工、环保、生物医学等诸多领域的广泛应用。作者在介绍电化学传感器时，生动地描绘了如何利用电化学信号检测环境中的微量污染物，这种跨学科的结合令人耳目一新。书中对电化学腐蚀与防护的论述尤为精彩，它不仅仅描述了腐蚀现象，更深入剖析了腐蚀过程中的电化学热力学与动力学基础，并详细对比了各种缓蚀剂的作用机理，这对于从事设备维护和材料保护工作的人来说，具有极强的指导意义。语言风格上，这一部分的叙述充满了解决实际问题的紧迫感和技术上的严谨性，行文节奏把握得很好，既保证了信息的密度，又避免了令人感到枯燥的冗余描述。图例的选择也极其巧妙，往往一张反应机理图胜过千言万语的文字解释。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版细节处理得非常到位，这对于一本技术类书籍来说至关重要。纸张的选用略带哑光，有效减少了反光对阅读造成的影响，长时间阅读下来眼睛也不会感到特别疲劳。章节标题和正文之间的层级关系通过不同的字体大小和加粗得到了清晰的区分，使得在查找特定知识点时可以迅速定位。更值得称赞的是，书中的许多复杂公式都经过了精心的重新排版，避免了传统教材中公式过于拥挤或与文字混杂的问题，使得每一个数学符号的含义都清晰可辨。我尤其注意到作者在定义新符号时，总是采用小号的上下标或者斜体来加以区分，体现了对细节的极致追求。这种对物理呈现形式的重视，极大地提升了学习的效率和愉悦度。阅读这本书时，我甚至愿意多花一些时间去欣赏那些结构清晰的图表和优雅的数学表达，这在很多同类书籍中是难以寻觅的品质。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的后半部分，我深刻体会到作者在内容组织上的匠心独运。它并没有停留在基础理论的层面，而是大胆地深入到材料科学与能源存储的前沿领域。比如，在讨论电池技术时，作者对不同正负极材料的晶体结构、离子扩散机制以及界面副反应的分析，细致入微，逻辑链条极其紧密。我尤其对其中关于固态电解质和锂硫电池的章节印象深刻，作者没有回避当前研究面临的挑战和未解决的难题，而是坦诚地列举了瓶颈所在，并探讨了可能的突破方向。这种务实又不失前瞻性的态度，让这本书的价值超越了一般的教科书范畴，更像是一份高质量的综述报告。文字风格上，这部分内容变得更为学术化，专业术语的运用精准且规范，阅读时需要保持高度的专注力，但一旦理解了其中的逻辑，便能感受到知识的深度和广度。书中引用的参考文献也十分权威，表明作者在撰写过程中进行了广泛而深入的文献调研，为读者提供了进一步深挖特定主题的可靠路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节间过渡处理得非常自然流畅，显示出作者对整体知识体系有非常宏观的把握。比如，从基础的电解质溶液理论过渡到电化学热力学时，作者巧妙地引入了吉布斯自由能与电势的关系，使得理论的衔接显得水到渠成，而不是生硬的章节堆砌。在内容深度上，作者似乎在每一章都留有“彩蛋”——一些关于最新研究进展或特定应用场景的延伸讨论，这些内容虽然不是核心考点，但极大地激发了读者的求知欲和探索精神。它的叙事方式更像是引导你进行一场系统性的科学漫游，而非机械的知识灌输。在语言风格上，这部分的文字显得更为富有启发性，充满了一种对科学世界的好奇心和探索欲。它成功地在保持学术严谨性的同时，注入了一种人文关怀，让冰冷的公式和定律仿佛有了生命和应用场景，使读者能够真正地爱上并深入理解电化学这门学科的魅力所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实吸引人，封面采用了深邃的蓝色调，搭配银色的烫金字体，显得既专业又富有现代感。初次翻阅时，我立刻被它清晰的排版和逻辑严谨的章节划分所折服。虽然我并非专业出身，但书中的导论部分用通俗易懂的语言介绍了电化学的基础概念，让我这个门外汉也能迅速建立起对这门学科的基本认知。作者在引入复杂理论时，总是先给出直观的类比和实例，这种循序渐进的教学方式极大地降低了学习门槛。特别是关于电极反应动力学的阐述，配上了大量的图表和示意图，使得那些抽象的速率常数和活化能概念变得可视化。我特别欣赏作者在处理历史发展脉络时的细致，它不仅仅是罗列事实，更是将科学发现与当时的社会技术背景联系起来，让整个学科的演进过程栩然眼前。书中对实验方法的介绍也极为详尽，从经典的电位滴定到现代的循环伏安法，每一种技术都有明确的操作步骤和数据解读示例，这对准备进入实验室的初学者来说，无疑是一本宝贵的实践指南。整体阅读体验非常流畅，仿佛有一位经验丰富的导师在身边耐心讲解。