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編輯推薦

　　《電化學測量方法》可用作高等學校化學工程與工藝、應用化學、工業催化、材料化學等專業的本科生和研究生的教材或教學參考書，也可供從事一切電化學應用領域生産和研究的科技人員參考。

內容簡介

　　本書全麵係統地介紹瞭進行電化學測量所需要的各方麵知識，內容包括電化學測量的基本原則和步驟，電化學體係的數學描述，測量實驗的基本知識，測量儀器的基本原理，各類穩態和暫態的測量方法。目前常用的電化學測量方法均給予瞭詳細的介紹，包括穩態極化麯綫的測量方法、控製電流階躍暫態法、控製電勢階躍暫態法、綫性電勢掃描伏安法、脈衝伏安法、交流阻抗法、電化學掃描探針顯微技術、光譜電化學技術及其它聯用錶徵技術。重點介紹的是各類測量方法的原理、測量技術和數據解析方法，同時兼顧具體的實驗細節。
　　本書可用作高等學校化學工程與工藝、應用化學、工業催化、材料化學等專業的本科生和研究生的教材或教學參考書，也可供從事一切電化學應用領域生産和研究的科技人員參考。

目錄

第1章 電化學測量概述1
1.1電化學測量方法及其發展曆史1
1.2電化學測量的基本原則2
1.3電化學測量的主要步驟3
第2章 電化學體係的數學描述5
2.1拉普拉斯(Laplace)變換5
2.1.1定義5
2.1.2基本性質和定理5
2.1.3單位階躍函數(unit step function)及其Laplace變換6
2.2電極界麵擴散層中粒子濃度分布函數的一般數學錶達式7
2.2.1擴散方程及其定解條件7
2.2.2實驗前溶液中不存在的電活性物質粒子的濃度函數8
2.2.3實驗前溶液中存在的電活性物質粒子的濃度函數8
2.2.4簡單電極反應中粒子的錶麵濃度函數9
2.3泰勒(Taylor)級數展開式9
2.4誤差函數10
第3章 電化學測量實驗的基本知識12
3.1電極電勢的測量12
3.1.1電極電勢12
3.1.2電極電勢的測量14
3.1.3對測量和控製電極電勢的儀器的要求14
3.2極化條件下電極電勢的正確測量15
3.2.1三電極體係15
3.2.2極化時電極電勢測量和控製的主要誤差來源16
3.3電流的測量和控製18
3.4參比電極18
3.4.1參比電極的一般性要求18
3.4.2常用的水溶液體係參比電極19
3.4.3雙參比電極23
3.4.4準參比電極24
3.5鹽橋24
3.5.1液接界電勢(liquid junction potential)25
3.5.2鹽橋的設計25
3.6電解池27
3.6.1材料27
3.6.2設計要求28
3.6.3幾種常用的電解池29
3.7研究電極30
3.7.1汞電極30
3.7.2常規固體電極32
3.7.3超微電極41
3.7.4 單晶電極43
第4章 穩態測量方法46
4.1穩態過程46
4.1.1穩態（steady state）46
4.1.2穩態係統的特點47
4.2各種類型的極化及其影響因素47
4.2.1極化的種類47
4.2.2各類極化的動力學規律48
4.2.3各種極化的特點和影響因素51
4.3控製電流法和控製電勢法52
4.3.1控製電流法52
4.3.2控製電勢法52
4.3.3控製電流法和控製電勢法的選擇53
4.4穩態極化麯綫的測定53
4.4.1階躍法測定穩態極化麯綫53
4.4.2慢掃描法測定穩態極化麯綫54
4.5根據穩態極化麯綫測定電極反應動力學參數的方法56
4.5.1塔費爾直綫外推法測定交換電流（或腐蝕電流）56
4.5.2綫性極化法測定極化電阻RP及交換電流i57
4.5.3利用弱極化區測定動力學參數58
4.6穩態測量方法的應用60
4.7流體動力學方法——強製對流技術61
4.7.1鏇轉圓盤電極61
4.7.2鏇轉圓環圓盤電極（rotating ring�瞕isk electrode，RRDE）64
第5章 暫態測量方法總論67
5.1暫態過程67
5.1.1暫態(transient state)67
5.1.2暫態過程的特點67
5.2暫態過程的等效電路69
5.2.1傳荷過程控製下的界麵等效電路69
5.2.2濃差極化不可忽略時的界麵等效電路70
5.2.3溶液電阻不可忽略時的等效電路71
5.3等效電路的簡化72
5.3.1傳荷過程控製下的電極等效電路72
5.3.2傳荷過程控製下的電極等效電路的進一步簡化74
5.4電荷傳遞電阻75
5.5暫態測量方法76
5.5.1暫態法的分類76
5.5.2暫態法的特點77
第6章 控製電流階躍暫態測量方法78
6.1控製電流階躍暫態過程概述78
6.1.1具有電流突躍的控製電流暫態過程的特點78
6.1.2幾種常用的階躍電流波形79
6.2傳荷過程控製下的小幅度電流階躍暫態測量方法80
6.2.1單電流階躍法80
6.2.2斷電流法83
6.2.3方波電流法84
6.2.4雙脈衝電流法86
6.2.5小幅度控製電流階躍法測量等效電路元件參數的注意事項及適用範圍87
6.3濃差極化存在時的控製電流階躍暫態測量方法88
6.3.1電流階躍極化下的粒子濃度分布函數88
6.3.2過渡時間89
6.3.3可逆電極體係的電勢�彩奔淝�綫90
6.3.4完全不可逆電極體係的電勢�彩奔淝�綫91
6.3.5準可逆電極體係的電勢�彩奔淝�綫92
6.3.6影響因素92
6.4控製電流階躍法研究電極錶麵覆蓋層93
6.4.1測量電極錶麵覆蓋層93
6.4.2判斷反應物的來源94
6.5控製電流階躍暫態法的應用95
6.5.1恒電流暫態研究氫在鉑電極上的析齣機理95
6.5.2方波電流法測定電池歐姆內阻96
6.6控製電流階躍暫態實驗技術97
6.6.1經典恒電流電路97
6.6.2橋式補償電路98
6.6.3由運算放大器組成的實驗電路99
第7章 控製電勢階躍暫態測量方法100
7.1控製電勢階躍暫態過程概述100
7.1.1具有電勢突躍的控製電勢暫態過程的特點100
7.1.2幾種常用的階躍電勢波形101
7.2傳荷過程控製下的小幅度電勢階躍暫態測量方法101
7.2.1電勢階躍法102
7.2.2方波電勢法104
7.2.3小幅度控製電勢階躍法測量等效電路元件參數的注意事項及適用範圍105
7.3極限擴散控製下的電勢階躍技術105
7.3.1平闆電極106
7.3.2球形電極108
7.3.3超微電極110
7.4可逆電極反應的取樣電流伏安法111
7.4.1平闆電極上基於綫性擴散的伏安法111
7.4.2超微電極上的穩態伏安法114
7.5準可逆與完全不可逆電極反應的取樣電流伏安法115
7.5.1平闆電極上基於綫性擴散的伏安法116
7.5.2超微電極上的穩態伏安法118
7.6計時安培(電流)反嚮技術119
7.7計時庫侖(電量)法120
第8章 綫性電勢掃描伏安法124
8.1綫性電勢掃描過程概述124
8.1.1綫性電勢掃描過程中響應電流的特點124
8.1.2幾種常用的掃描電勢波形126
8.2傳荷過程控製下的小幅度三角波電勢掃描法126
8.2.1電極處於理想極化狀態，且溶液電阻可忽略126
8.2.2電極上有電化學反應發生，且溶液電阻可忽略127
8.2.3電極上有電化學反應發生，且溶液電阻不可忽略128
8.2.4適用範圍及注意事項129
8.3濃差極化存在時的單程綫性電勢掃描伏安法129
8.3.1可逆體係129
8.3.2完全不可逆體係134
8.3.3準可逆體係137
8.4循環伏安法137
8.4.1可逆體係139
8.4.2準可逆體係139
8.4.3完全不可逆體係139
8.5多組分體係和多步驟電荷傳遞體係140
8.6綫性電勢掃描伏安法的應用141
8.6.1初步研究電極體係可能發生的電化學反應141
8.6.2判斷電極過程的可逆性143
8.6.3判斷電極反應的反應物來源144
8.6.4研究電活性物質的吸脫附過程144
8.6.5單晶電極電化學行為的錶徵146
第9章 脈衝伏安法148
9.1脈衝伏安法概述148
9.2階梯伏安法148
9.2.1斷續極譜法149
9.2.2階梯伏安法150
9.3常規脈衝伏安（極譜）法150
9.3.1常規脈衝極譜法151
9.3.2在非極譜電極上的行為151
9.3.3反嚮脈衝伏安法152
9.4差分脈衝伏安法152
9.5方波伏安法154
9.6脈衝伏安法的電分析應用155
第10章 交流阻抗法157
10.1交流阻抗法的基本知識157
10.1.1電化學係統的交流阻抗的含義157
10.1.2正弦交流電的基本知識158
10.1.3電化學阻抗譜的種類161
10.1.4電化學係統的等效電路161
10.1.5電化學交流阻抗法的特點162
10.2傳荷過程控製下的簡單電極體係的電化學阻抗譜法163
10.2.1電極阻抗與等效電路的關係163
10.2.2頻譜法164
10.2.3復數平麵圖法165
10.3濃差極化存在時的簡單電極體係的電化學阻抗譜法168
10.3.1小幅度正弦交流電作用下電極界麵附近粒子的濃度波動函數168
10.3.2可逆電極反應的法拉第阻抗170
10.3.3準可逆與完全不可逆電極反應的法拉第阻抗171
10.3.4電化學極化和濃差極化同時存在時的復數平麵圖173
10.4電極反應錶麵過程的法拉第阻納175
10.5電化學阻抗數據的測量技術179
10.5.1頻率域的測量技術179
10.5.2基於快速Fourier變換（FFT）的時間域的測量技術179
10.6電化學阻抗譜的數據處理與解析180
10.7電化學阻抗譜的應用183
10.8交流伏安法185
10.8.1交流（AC）極譜法185
10.8.2交流（AC）伏安法188
第11章 電化學測量儀器的基本原理189
11.1運算放大器189
11.2由運算放大器構成的典型電路190
11.2.1電流跟隨器191
11.2.2反相比例放大器191
11.2.3反相加法器192
11.2.4電流積分器192
11.2.5電壓跟隨器193
11.3恒電勢儀193
11.3.1反相加法式恒電勢儀193
11.3.2具有溶液歐姆壓降補償功能的反相加法式恒電勢儀194
11.4計算機控製的電化學綜閤測試係統196
第12章 電化學掃描探針顯微技術197
12.1電化學掃描探針顯微技術概述197
12.2電化學掃描隧道顯微鏡198
12.2.1STM的工作原理198
12.2.2ECSTM裝置200
12.2.3ECSTM的應用200
12.3電化學原子力顯微鏡205
12.3.1ECAFM的原理與技術205
12.3.2ECAFM的應用207
12.4掃描電化學顯微鏡210
12.4.1SECM的工作原理211
12.4.2探針的製備212
12.4.3探針的質量212
12.4.4測量模式212
12.4.5SECM的應用213
第13章 光譜電化學技術及其它聯用錶徵技術217
13.1光譜電化學技術概述217
13.1.1光譜電化學的創建和發展217
13.1.2光譜電化學技術的分類217
13.1.3光透電極和光譜電解池218
13.2紫外可見光譜電化學技術219
13.2.1透射法219
13.2.2反射法220
13.2.3光聲和光熱能譜（photoacoustic and photothermal spectroscopy）221
13.2.4二次諧波光譜（second harmonic spectroscopy）222
13.2.5紫外可見光譜電化學技術的優點223
13.3紅外光譜電化學技術223
13.3.1電化學調製紅外反射光譜法（electrochemically modulated infrared spectroscopy，EMIRS）223
13.3.2差減歸一化界麵傅裏葉變換紅外光譜法224
13.3.3紅外反射吸收光譜法225
13.4拉曼光譜電化學技術225
13.4.1拉曼散射225
13.4.2錶麵增強拉曼光譜226
13.4.3共振拉曼光譜（resonance Raman spectroscopy，RRS）227
13.5電子和離子能譜228
13.5.1X射綫光電子能譜（X�瞨ay photoelectron spectroscopy，XPS）228
13.5.2俄歇電子能譜（Auger electron spectroscopy，AES）229
13.5.3低能電子衍射230
13.5.4高分辨電子能量損失譜（high resolution electron energy loss spectroscopy，HREELS）231
13.5.5質譜（mass spectroscopy，MS）231
13.6電子自鏇共振232
13.6.1基本原理232
13.6.2電解池233
13.6.3應用233
13.7電化學石英晶體微天平233
13.7.1基本原理與儀器234
13.7.2應用235
13.8電化學噪聲235
13.8.1電化學噪聲分析原理235
13.8.2電化學噪聲測量技術236
13.8.3應用237
附錄 25℃下常用電極反應的標準電極電勢
參考文獻

前言/序言

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