伏安法教程題解 [Understanding Voltammetry:Problems and Solutions] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 卡普頓 著

圖書標籤:

• 伏安法
• 電化學
• 分析化學
• 電極過程
• 循環伏安法
• 電化學分析
• 儀器分析
• 問題求解
• 教程
• 電化學原理

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510094705

版次：1

商品編碼：11704727

包裝：平裝

外文名稱：Understanding Voltammetry:Problems and Solutions

開本：24開

齣版時間：2015-05-01

用紙：膠版紙

頁數：253

正文語種：英文

內容簡介

　　《伏安法教程題解》是作者《伏安法教程》的同步習題和解答，為學習伏安法的讀者在廣闊的理論和實驗背景上呈現瞭大量的習題並給齣解答。《伏安法教程題解》的前幾章專注於熱動力學、電子輸運和擴散的基礎理論；緊接著是伏安測量實驗和分析，包括大量的宏觀和微觀伏安法的擴展問題；剩下的章節是有關對流、流體力學電極、均相動力學、吸附和電分析應用等。

作者簡介

　　R.G.卡普頓（Richard G. Compton，英國），是國際知名學者，在數學和物理學界享有盛譽。本書凝聚瞭作者多年科研和教學成果，適用於科研工作者、高校教師和研究生。

內頁插圖

目錄

Publisher's Foreword
Glossary of Symbols and Abbreviations
1 Equilibrium Electrochenustry and the Nernst Equation
1.1 CeIIThermodynamics
1.2 TheNernstEquation
1.3 TheNernstEquation
1.4 TheNernstEquation
1.5 Theory ofthe Nernst Equation
1.6 The Debye-HuckeILimiting Law
1.7 CeIIReaction and Equilibrium Constant
1.8 CelIReaction and Equilibrium Constant
1.9 CelIReaction and Solubility Product
1.10 CeIIReaction andpKa
1.11 CeIIThermodynamics and Temperature
1.12 CellThermodynamics andTemperature
1.13 CeIIEnergetics
1.14 CeIIEMFandpH
1.15 CellReactionandEquilibria
1.16 CelIReaction and Kw
1.17 CeIIReaction and Disproportionation
1.18 FuelCelIEnergetics
1.19 FueICeUEnergetics
1.20 The Influence ofTemperature on the Self-Ionisation ofWater
1.21 CellReaction and Complexation
1.22 Reference Electrodes
1.23 FormalPotentials
1.24 FormaIPotentials
1.25 StandardPotentialsandpH
1.26 StandardPotentials andpH
1.27 Standard Potentials andpH

2 ElectrodeKinetics
2.1 Faraday's Laws ofElectrolysis
2.2 Electrodeposition
2.3 TafeIAnalysis: One-Electron Processes
2.4 TafelAnalysis:ElectrochemicallyReversibleProcesses
2.5 TafeIAnalysis:Mass Transport Correction
2.6 TafeIAnalysis:Two-Electron Processes
2.7 The Butler-Volmer Equation and the Nernst Equation
2.8 The Hydrogen Evolution Reaction
2.9 Requirement for Supporting Electrolyte
2.10 Frumkin Corrections
2.11 Marcus Theory and Standard Electrochemical Rate Constants
2.12 Marcus Theoryand Butler-Volmer Kinetics
2.13 Marcus Theory and the Role ofSolvent
2.14 Marcus Theory and thelnverted Region

3 Diffusion
3.1 Fick's LawsofDiffusion
3.2 Fick's Laws ofDiffusion
3.3 DiffusionDistances
3.4 TheCottrelIEquation
3.5 Derivation ofthe CottreIIEquation
3.6 Diffusion and Root-Mean-Square Displacement

4 CyclicVoltammetry at Macroelectrodes
4.1 CyclicVoltammetry: Electrochemically Reversible Voltammetry
4.2 CyclicVoltammetry:Electrochemicallylrreversible Voltammetry
4.3 ReversiblevsIrreversibleVoltammetry
4.4 VoltammetricDiagnostics
4.5 VoltammetryandScan RateEffects
……

前言/序言

精要電化學：基礎原理與前沿應用 一、 理論基石：電化學核心概念的深度解析 本書旨在為讀者構建一個堅實而全麵的電化學理論框架。我們摒棄瞭傳統的、僅停留在公式羅列的講解方式，轉而深入探討電化學現象背後的物理化學本質。內容涵蓋熱力學平衡、動力學速率、界麵現象以及電荷轉移過程的微觀機理。 在電化學熱力學部分，重點闡述瞭能斯特方程的嚴格推導與適用邊界，並引入瞭吉布斯自由能與電化學勢之間的精確關聯。我們詳細分析瞭在非標條件下，電極電位如何受到濃度、溫度和壓力等環境因素的耦閤影響。特彆地，對於涉及多相平衡（如沉澱、腐蝕産物形成）的體係，提供瞭更為精細的熱力學建模方法。 電化學動力學是全書的另一核心支柱。我們係統梳理瞭控製電化學反應速率的各種因素，包括電荷轉移步驟的活化能壘、擴散控製（Nernst擴散層模型及其修正）以及界麵反應的錶麵效應。本書著重解析瞭巴特勒-沃爾默（Butler-Volmer）方程的物理意義，並引入瞭更先進的Marcus理論框架，用以描述跨界麵的電子隧穿機製，特彆是在納米結構電極上的應用前景。此外，對於電流效率、過電位（超電位）的來源與精確測量，提供瞭詳細的實驗指導和理論解釋。 界麵電化學是連接宏觀測量與微觀機製的關鍵。我們深入探討瞭電極/電解質界麵的結構，包括雙電層（Electrical Double Layer, EDL）的形成、電荷分布模型（如Gouy-Chapman-Stern模型）的局限性與修正。書中對電容性電流和法拉第電流的精確分離給齣瞭詳盡的數學處理方法，這是理解瞬態電化學技術（如方波、階躍響應）的基礎。 二、 實驗技術：從經典方法到尖端儀器 本書為讀者提供瞭對現代電化學實驗技術的係統性、操作性和原理性的介紹，強調理論與實踐的緊密結閤。 1. 經典測量技術： 我們詳述瞭電位測定法（Potentiometry）的精確操作規程，包括選擇閤適的參比電極（如飽和甘汞電極、銀/氯化銀電極）及其電位漂移校正。對於電解法（Electrolysis），重點討論瞭如何通過控製電流或電位來精確控製物質的沉積或去除過程，以及如何計算法拉第效率。 2. 極譜分析與伏安法基礎（非專門針對伏安法教程的係統闡述）： 雖然不側重於“題解”部分，但本書對所有基礎伏安技術（綫性掃描、循環伏安）的信號起源、峰形分析和定量關係進行瞭詳盡的原理介紹。我們解析瞭不同掃描速率下擴散層演化的影響，並討論瞭如何利用半峰電位和峰值電流來識彆氧化還原物質的反應機理（可逆、準可逆、不可逆）。 3. 阻抗譜技術（Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS）： EIS被視為電化學研究的“顯微鏡”。書中詳盡講解瞭阻抗譜的采集、數據處理及等效電路建模。我們不僅展示瞭如何構建反映電荷轉移電阻、擴散阻抗和雙電層電容的等效電路圖（如Randles電路），還深入分析瞭在復雜體係（如電池界麵、生物膜）中，如何解釋常相位角元件（CPE）和Warburg阻抗的物理意義。 4. 瞬態與脈衝技術： 重點介紹瞭階躍和方波技術的優勢，特彆是在處理快速或錶麵吸附相關的過程時，瞬態技術如何有效抑製RC時間常數的影響，提高信噪比。 三、 核心應用領域：電化學係統的設計與優化 本書將理論和技術應用於當前電化學研究的熱點領域，展示瞭電化學方法解決實際工程和科學問題的能力。 1. 能源存儲係統： 在電池與超級電容器領域，本書側重於界麵研究。內容涵蓋鋰離子電池、鈉離子電池以及固態電解質的電化學穩定性窗口、析鋰/析鈉的機理分析。我們探討瞭如何利用電化學技術監測和診斷電極材料的相變、SEI膜的形成與演化，以及如何通過循環穩定性測試評估電池壽命。對於超級電容器，深入分析瞭贋電容和雙電層電容的貢獻度分離方法。 2. 電催化與燃料電池： 電催化是綠色能源轉化的核心。書中詳細分析瞭ORR（氧還原反應）、OER（析氧反應）、HER（析氫反應）的電催化劑性能評價標準（如Tafel斜率、交換電流密度、質量/麵積比活性）。我們著重討論瞭新型二維材料（如MXene、石墨烯衍生物）作為催化劑載體或活性位點的電化學行為。 3. 電化學傳感與生物電化學： 本書展示瞭電化學傳感器的工作原理，特彆是基於修飾電極技術的靈敏度提升策略。內容涉及酶電化學傳感器中的電子傳遞機製、電化學免疫傳感器的信號放大策略，以及電化學方法在檢測痕量汙染物或生物活性分子中的應用潛力。 四、 高級課題與係統分析 為滿足專業研究人員的需求，本書納入瞭更具挑戰性的高級分析主題： 非穩態傳遞過程的數學建模： 深入討論瞭對流-擴散方程（Péclet數）在鏇轉圓盤電極（RDE）分析中的應用，以及如何處理有限厚度電解池中的三維擴散問題。 錶麵修飾與單分子檢測： 探討瞭自組裝單分子膜（SAMs）對電極界麵的調控作用，以及如何利用電化學力顯微鏡（EC-AFM）技術觀察納米尺度的電化學過程。 本書力求通過嚴謹的理論推導、清晰的原理闡釋和廣泛的應用實例，使用戶能夠從基礎層麵掌握電化學的精髓，並能獨立設計、執行和解釋復雜的電化學實驗，從而在各自的研究領域取得突破。

評分☆☆☆☆☆

收到《伏安法教程題解》這本書，真是讓我激動不已。我一直對伏安法在電化學傳感和能源材料等領域的應用充滿好奇，但苦於缺乏係統性的指導和實踐經驗。這本題解的名字就非常吸引我，它承諾將理論與實際相結閤，通過大量的練習題來鞏固和深化理解，這正是我所需要的。我特彆期待書中能夠有關於如何設計伏安法實驗以區分不同反應機理的詳細講解，以及如何通過分析伏安麯綫的形狀、峰高、峰電位等信息來推斷物質的濃度、反應速率常數等關鍵參數。書中是否會涉及一些前沿的伏安法技術，例如用於多組分分析或痕量物質檢測的方法，也讓我非常好奇。我對這本書寄予厚望，希望它能成為我學習伏安法的得力助手，幫助我剋服學習中的難點，提升實驗操作和數據分析的能力，為我未來的研究項目提供堅實的理論和技術支持。

評分☆☆☆☆☆

《伏安法教程題解》的到來，為我這個伏安法初學者打開瞭一扇新的大門。我一直覺得伏安法雖然理論不難，但要真正做到靈活運用，卻需要大量的實踐和經驗。市麵上關於伏安法的教材很多，但很多都側重於理論，對於如何將理論轉化為實際問題解決的指導相對較少。這本題解的“題解”二字，讓我看到瞭希望。我特彆想知道，書中是否會提供一些關於如何根據分析對象的特點，選擇最適閤的伏安法技術，以及如何優化實驗參數（如掃描速率、電解液組成、修飾電極等）以獲得最佳分析結果的詳細步驟。此外，對於在實際實驗中可能遇到的各種乾擾和挑戰，例如電極鈍化、背景電流過大等，這本書是否能給齣有效的解決方案和調試技巧，也讓我非常期待。我相信，通過這本書的係統學習，我一定能夠更好地理解伏安法的精髓，並在科研實踐中更加得心應手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的到來，徹底打消瞭我對伏安法學習的顧慮。此前，我在學習相關理論時，總感覺像是在霧裏看花，很多細節和實際操作之間的聯係不夠緊密，導緻在做實驗時經常遇到瓶頸。閱讀這本《伏安法教程題解》的介紹，讓我看到瞭解決這些問題的希望。我最看重的是它“題解”的特性，這意味著它不僅僅會給齣理論講解，更會通過大量的例題和習題，引導我如何將理論知識轉化為解決實際問題的能力。伏安法的不同掃描方式、不同參數設置對實驗結果的影響，一直是睏擾我的難題，我迫切希望這本書能夠通過具體的題目，剖析這些影響的機理，並提供有效的應對策略。同時，我也對書中可能包含的案例分析非常感興趣，真實的研究場景和問題，無疑能幫助我更直觀地理解伏安法的應用價值和局限性，從而更好地設計實驗方案。這本書的齣版，對於所有希望深入理解和應用伏安法的科研人員來說，無疑是一份寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

終於拿到這本《伏安法教程題解》瞭，快遞小哥的速度真是沒得說，包裝也挺牢固的。拿到手裏，這書的質感就讓我眼前一亮，紙張厚實，印刷清晰，拿在手上沉甸甸的，感覺很有分量。翻開目錄，內容安排得相當係統，從基礎概念到進階應用，循序漸進，理論和實踐結閤得恰到好處。我是一名剛開始接觸伏安法的研究生，之前看瞭不少理論書籍，但總覺得有些概念理解得不夠深入，尤其是遇到實際操作中的一些問題時，更是手足無措。這本題解的齣現，簡直是我的及時雨！我特彆期待它在如何分析實驗數據、如何優化電極反應條件、如何排除乾擾信號等方麵給齣詳盡的指導。伏安法作為一種非常重要的電化學分析技術，其應用領域非常廣泛，從環境監測到生物傳感，再到材料科學，都有它的身影。我相信，通過這本題解的係統學習，我一定能夠更紮實地掌握伏安法的原理和應用，為我的科研工作打下堅實的基礎。書的封麵設計也比較簡潔大氣，讓人一眼就能看齣這本書的主題，整體感覺非常專業。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到《伏安法教程題解》，第一感覺就是它包裝得特彆用心，沒有一點磕碰。這本書的厚度也比較適中，既不會讓人覺得內容冗長，又能容納下足夠豐富的知識點。我尤其關注的是它的“題解”部分，因為我一直認為，光有理論是遠遠不夠的，隻有通過大量的練習和解析，纔能真正內化知識。伏安法涉及到的電化學動力學、電子轉移過程、擴散控製等概念，雖然在理論書上都有介紹，但如果能結閤具體的計算題、圖譜解析題，我相信理解會更加透徹。我特彆希望書中能夠包含一些關於如何選擇閤適的伏安法技術（如循環伏安法、綫性掃描伏安法、方波伏安法等）來解決特定分析問題的指導。此外，書中對於如何處理實驗中常見的噪聲、基綫漂移等問題，是否能提供一些實用的技巧和思路，也讓我非常期待。總的來說，這本書的目標讀者定位非常精準，對於想在伏安法領域有所建樹的人來說，是不可多得的學習資料。