伏安法教程（原书第三版）
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作者（英）理查德 G.康普顿等著 ;王伟 周一歌 纪效波译
出版社科学出版社
ISBN9787030762320
出版时间2023-09
装帧平装
开本16开
定价168元
货号29633884
上书时间2024-12-22
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导语摘要
本书重点讲解了多种类型的伏安法，如循环伏安法、微电极上的伏安法、流体动力学电极等，包括实验设计、思路说明及数据解读。读者若从未接触过电化学或伏安法，需要具备与硕士研究生水平相当的物理化学知识，以理解本书前三章的基础性内容(分别为平衡电化学与Nernst方程、电极动力学和扩散)。本书的内容较为完备，同时给出了文中提到的重要研究论文的参考文献，以便读者由此跟进相关领域的发展。
目录
目录
译者的话
前言
关于作者
1 平衡电化学和Nernst方程 1
1.1 化学平衡 1
1.2 电化学平衡：简介 4
1.3 电化学平衡：溶液-电极界面的电子转移 6
1.4 电化学平衡：Nernst方程 7
1.5 Walther Hermann Nernst 12
1.6 参比电极和电极电势的测量 13
1.7 氢电极作为参比电极 17
1.8 标准电极电势与形式电势 18
1.9 形式电势与实验伏安法 21
1.10 电极过程：动力学vs. 热力学 23
参考文献 24
2 电极动力学 25
2.1 电流和反应通量 25
2.2 研究电极动力学需要三个电极 26
2.3 Butler-Volmer动力学 28
2.4 标准电化学速率常数和形式电势 30
2.5 需要支持电解质的原因 32
2.6 Tafel定律 32
2.7 Julius Tafel 33
2.8 多步电子转移过程 34
2.9 Tafel分析与析氢反应 36
2.10 为什么一些标准电化学速率常数很大而另一些很小？电子转移的Marcus理论简介 40
2.11 进一步探讨Marcus理论：内球和外球电子转移 44
2.12 进一步探讨Marcus理论：绝热反应和非绝热反应 45
2.13 进一步探讨Marcus理论：计算活化Gibbs能 46
2.14 Marcus理论与Butler-Volmer动力学的关系 49
2.15 Marcus理论与实验——成功吻合 50
2.16 Marcus理论的延伸：电子的Fermi-Dirac分布。对称与非对称Marcus-Hush理论 51
参考文献 53
3 扩散 55
3.1 Fick第一扩散定律 55
3.2 Fick第二扩散定律 56
3.3 Fick定律的分子基础 57
3.4 Fick是如何发现扩散定律的？ 59
3.5 Cottrell方程：解Fick第二定律 62
3.6 Cottrell难题：扩散系数不等的情况 65
3.7 Nernst扩散层 67
3.8 传质vs. 电极动力学：稳态的电流-电势波形 69
3.9 传质校正后的Tafel关系 71
参考文献 75
4 宏电极上的循环伏安法 76
4.1 循环伏安法：实验部分 76
4.2 循环伏安法：解传输方程 77
4.3 循环伏安法：可逆与不可逆动力学 78
4.4 什么决定了“可逆”和“不可逆”行为？ 83
4.5 可逆和不可逆行为：电势扫描速率的影响 84
4.6 可逆vs. 不可逆伏安法：小结 88
4.7 循环伏安图的测量：五个实际问题 89
4.8 扩散系数不相等(DADB)的影响 91
4.9 多电子转移：可逆电极动力学 93
4.10 多电子转移：不可逆电极动力学 100
4.11 pH对循环伏安法的影响 104
4.12 方框图 107
4.13 电极动力学中可同时发生两电子转移？ 108
参考文献 109
5 微电极上的循环伏安法 111
5.1 基于球形或半球形电极的Cottrell方程 111
5.2 微盘电极上电势阶跃的瞬态响应 114
5.3 微电极具有很大的电流密度和快速的响应时间 116
5.4 微盘电极的电势阶跃计时电流法的应用 117
5.5 微盘电极上的双电势阶跃计时电流法探究电生成物质的扩散系数 119
5.6 使用微电极的循环和线性扫描伏安法 123
5.7 微盘电极上的稳态伏安测量 130
5.8 微电极vs. 宏电极 131
5.9 超快循环伏安法：扫描速率为兆伏特每秒 134
5.10 超小电极：在纳米尺度上进行研究 134
参考文献 136
6 异质表面的伏安法 137
6.1 部分阻塞电极 137
6.2 微电极阵列 147
6.3 高度有序热解石墨电极的伏安法 150
6.4 电化学异质电极 153
6.5 多孔膜覆盖的电极 155
6.6 伏安粒度分析 157
6.7 扫描电化学显微镜 160
参考文献 162
7 循环伏安法：耦合均相动力学和吸附现象 164
7.1 均相耦合反应：科学表述与示例 164
7.2 修正Fick第二定律以描述化学反应 165
7.3 EC反应的循环伏安特征 166
7.4 参数K1和Λ是如何推导出来的？ 169
7.5 EC2反应的循环伏安特征 171
7.6 EC与EC2过程的实例 174
7.7 ECE过程 181
7.8 ECE vs. DISP 186
7.9 CE机理 188
7.10 EC′(催化)机理 189
7.11 吸附现象 192
7.12 液滴和固体颗粒的伏安法研究 198
参考文献 201
8 流体动力学电极 203
8.1 对流 203
8.2 修改Fick定律以用于描述对流 204
8.3 旋转圆盘电极：简介 205
8.4 旋转圆盘电极理论 207
8.5 Osborne Reynolds (1842—1912) 208
8.6 旋转圆盘电极理论的延伸 208
8.7 旋转圆盘电极上的计时电流法：展示模拟研究重要性的一个例证 213
8.8 旋转圆盘和耦合均相动力学 215
8.9 通道电极：简介 217
8.10 通道电极：Levich方程的推导 219
8.11 通道流通池和耦合均相动力学 221
8.12 通道电极上的计时电流法 225
8.13 通道电极不是“均一可及的” 226
8.14 通道微电极 227
8.15 用于机理电化学的通道微带电极阵列 228
8.16 高速通道电极 231
8.17 基于碰撞喷射的流体动力学电极 233
8.18 超声伏安法 234
参考文献 240
9 用于电分析的伏安法 242
9.1 电势阶跃伏安技术 242
9.2 微分脉冲伏安法 242
9.3 方波伏安法 243
9.4 溶出伏安法 245
9.5 超声电分析 251
参考文献 255
10 弱支持介质中的伏安法：电迁移和其他效应 256
10.1 充分支持伏安法中的电势和电场 256
10.2 带电电极周围的离子分布 257
10.3 电极-溶液界面：Gouy-Chapman理论之上的发展 261
10.4 双电层对电极动力学的影响：Frumkin效应 263
10.5 A. N. Frumkin 264
10.6 通过扩散和电迁移的传输 265
10.7 离子迁移率的测量 266
10.8 液接电势 267
10.9 弱支持介质中的计时电流法和循环伏安法 271
参考文献 273
11 纳米尺度下的伏安法 275
11.1 向支撑在电极上的粒子传质 275
11.2 纳米粒子伏安法：电极尺寸缩小改变传质 279
11.3 纳米尺度上化学行为的变化 286
11.4 溶液中纳米粒子的电化学研究：“纳米碰撞” 287
参考文献 289
附录 290
电极过程的模拟 290
A.1 Fick第一和第二定律 290
A.2 边界条件 290
A.3 有限差分方程 290
A.4 后向隐式法 291
A.5 小结 293
参考文献 293
索引 294
内容摘要本书重点讲解了多种类型的伏安法，如循环伏安法、微电极上的伏安法、流体动力学电极等，包括实验设计、思路说明及数据解读。读者若从未接触过电化学或伏安法，需要具备与硕士研究生水平相当的物理化学知识，以理解本书前三章的基础性内容(分别为平衡电化学与Nernst方程、电极动力学和扩散)。本书的内容较为完备，同时给出了文中提到的重要研究论文的参考文献，以便读者由此跟进相关领域的发展。
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