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第1章 电化学与电化学测试技术简介1

1.1 电化学科学及其应用1

1.1.1 电化学研究对象1

1.1.2 电化学科学发展历程2

1.1.3 电化学应用4

1.2 电化学测试技术及其应用5

1.2.1 电化学测试技术的发展7

1.2.2 电化学分析测试系统概况9

1.2.3 电化学测试技术应用简介11

第2章 电化学热力学14

2.1 电化学热力学基础14

2.2 相间电位和电极电位16

2.2.1 相间电位的形成16

2.2.2 离子双电层的特点17

2.2.3 相电位及相间电位的表征17

2.2.4 不同类型的相间电位19

2.2.5 电极反应的平衡条件22

2.2.6 电极电位的测量及其物理意义23

2.3 电化学体系简介24

2.3.1 原电池24

2.3.2 电解池25

2.3.3 腐蚀电池26

2.4 电化学热力学26

2.4.1 可逆电化学过程热力学26

2.4.2 不可逆电化学过程热力学28

第3章 电极／溶液界面结构与性质33

3.1 概述33

3.1.1 电极／溶液界面结构及性质研究意义和方法33

3.1.2 理想不极化电极和理想极化电极34

3.2 电毛细现象35

3.2.1 电毛细曲线及其测定35

3.2.2 电毛细曲线微分方程36

3.2.3 离子表面剩余量37

3.3 双电层的微分电容39

3.3.1 微分电容的测量39

3.3.2 电解池的设计40

3.3.3 微分电容曲线的特点40

3.4 零电荷电位41

3.5 离子双电层结构42

3.5.1 Stern双电层理论44

3.5.2 双电层方程求解及讨论46

3.5.3 紧密层结构50

3.6 电极溶液界面吸附现象52

3.6.1 无机阴离子特性吸附52

3.6.2 有机物吸附55

3.6.3 氢原子和氧原子的吸附59

第4章 液相传质过程动力学63

4.1 电极过程概述及极化现象63

4.1.1 电极过程的基本历程63

4.1.2 电极过程的速度控制步骤64

4.1.3 准平衡态66

4.1.4 电极过程的特征66

4.1.5 电极过程的极化现象67

4.2 液相传质69

4.2.1 液相传质的三种方式70

4.2.2 液相传质三种方式的相对比较72

4.2.3 液相传质三种方式的相互影响74

4.3 稳态扩散过程74

4.3.1 理想条件下的稳态扩散74

4.3.2 真实条件下的稳态扩散过程76

4.3.3 电迁移对稳态扩散过程的影响78

4.4 浓差极化规律及判别方法80

4.4.1 浓差极化的规律80

4.4.2 浓差极化的判别方法82

4.5 非稳态扩散过程83

4.5.1 Fick第二定律83

4.5.2 平面电极上的非稳态扩散84

4.5.3 球形电极上的非稳态扩散90

第5章 电极反应动力学94

5.1 电极电位对电子转移步骤反应速度的影响94

5.1.1 电极电位对电子转移步骤活化能的影响94

5.1.2 电极电位对电子转移步骤反应速度的影响97

5.2 电子转移步骤的基本动力学参数99

5.2.1 交换电流密度i099

5.2.2 交换电流密度与电极反应的动力学特性100

5.2.3 电极反应速度常数K102

5.3 稳态电化学极化规律103

5.3.1 电化学极化的经验关系103

5.3.2 巴特勒-伏尔摩（Butler-Volmer）方程104

5.3.3 高过电位下的电化学极化规律105

5.3.4 低过电位下的电化学极化规律106

5.3.5 稳态极化曲线法测量基本动力学参数107

5.4 多电子电极反应108

5.4.1 多电子电极反应108

5.4.2 多电子转移步骤的动力学规律109

5.5 双电层结构对电化学反应速度的影响（ψ1效应）111

5.6 电化学极化与浓差极化共存时的动力学规律116

5.6.1 混合控制时的动力学规律116

5.6.2 电化学极化规律和浓差极化规律的比较119

第6章 稳态极化曲线测试技术120

6.1 稳态及极化曲线120

6.2 稳态极化曲线测试理论解析122

6.2.1 稳态极化曲线测试条件选定依据122

6.2.2 电化学极化极化曲线的解析123

6.2.3 浓差极化极化曲线的解析125

6.2.4 电化学极化与浓差极化同时并存的极化曲线的解析127

6.3 稳态极化曲线测试128

6.3.1 稳态极化曲线测试稳态条件的实现128

6.3.2 控制电流法和控制电位法的实现与选择129

6.3.3 阶跃法和慢扫描法测定稳态极化曲线的实现132

6.3.4 三电极体系与电位、电流的测量134

6.3.5 稳态极化曲线测试技术实务136

6.4 稳态极化曲线的应用143

第7章 控制电流暂态技术146

7.1 暂态测试技术概述146

7.1.1 暂态和暂态过程特点146

7.1.2 暂态过程的等效电路描述和分析149

7.1.3 暂态测试技术的分类154

7.1.4 暂态测试技术的特点155

7.2 控制电流暂态测试理论解析156

7.2.1 控制电流暂态测试技术概述156

7.2.2 电化学极化控制下电流暂态测试技术解析158

7.2.3 浓差极化控制下电流暂态测试技术解析165

7.3 恒电流充电法研究电极表面覆盖层168

7.4 控制电流暂态测试170

7.4.1 测试设计170

7.4.2 测试线路及设备171

7.4.3 测试技术实务173

7.5 控制电流暂态的应用173

第8章 控制电位暂态技术176

8.1 概述176

8.1.1 具有电位突跃的控制电位暂态过程的特点176

8.1.2 线性电位扫描过程的特点177

8.2 控制电位阶跃暂态测试解析179

8.2.1 电化学极化控制下的小幅度电位阶跃179

8.2.2 浓差极化及吸附情况下的电位阶跃183

8.2.3 计时安培（电流）反向法解析186

8.2.4 计时库仑（电量）法解析188

8.3 线性电位扫描伏安法测试解析190

8.3.1 电化学极化控制下的小幅度三角波电位扫描190

8.3.2 浓差极化存在时的单程线性电位扫描伏安法193

8.4 控制电位暂态测试技术197

8.4.1 测试要求及实现197

8.4.2 测试技术实务199

8.5 控制电位暂态测试技术的应用199

第9章 电化学交流阻抗测试技术207

9.1 交流阻抗测试基础概述207

9.1.1 电化学系统交流阻抗的含义207

9.1.2 正弦交流电路基础208

9.1.3 电化学阻抗谱的种类211

9.1.4 电化学系统的等效电路212

9.1.5 电化学交流阻抗法的特点214

9.1.6 简单复合元件的阻纳特性215

9.2 电化学极化控制下的简单电极体系的交流阻抗特性220

9.2.1 电极阻抗与等效电路的关系220

9.2.2 频谱法220

9.2.3 复数平面图法221

9.3 浓差极化控制下的简单电极体系的交流阻抗特性224

9.3.1 可逆电极反应的Faraday阻抗225

9.3.2 准可逆与完全不可逆电极反应的Faraday阻抗226

9.3.3 电化学极化和浓差极化同时存在时的复数平面图228

9.4 电极反应表面过程的Faraday阻抗230

9.5 电化学阻抗数据测量技术233

9.5.1 频率域测试技术234

9.5.2 时间域测试技术236

9.6 电化学阻抗数据处理238

9.7 电化学阻抗测试技术241

9.8 电化学阻抗测试技术的应用242

9.9 交流伏安法简介248

9.9.1 交流（AC）极谱法248

9.9.2 交流（AC）伏安法250

第10章 电化学噪声分析技术251

10.1 电化学噪声的发展251

10.2 电化学噪声测试原理252

10.2.1 电化学噪声分类252

10.2.2 电化学噪声测定253

10.2.3 电化学噪声分析原理254

10.3 电化学噪声测试技术258

10.3.1 电化学噪声测试的影响因素259

10.3.2 测试参数的选定260

10.3.3 测试注意要点261

10.4 电化学噪声测试应用261

10.4.1 电化学噪声在腐蚀科学中的应用261

10.4.2 电化学噪声在化学电源和金属电沉积等其他领域中的应用265

第11章 强制对流测试技术267

11.1 概述267

11.2 旋转圆盘和环-盘电极测试技术269

11.2.1 旋转圆盘电极测试原理269

11.2.2 旋转圆盘电极制作272

11.2.3 旋转圆盘电极应用273

11.2.4 旋转环-盘电极275

11.3 滴汞电极测试技术277

11.3.1 滴汞电极277

11.3.2 滴汞电极基本性质278

11.3.3 滴汞电极的扩散极谱电流——依科维奇（Ilkovic）公式279

11.3.4 极谱波281

11.4 强制对流测试技术实务282

第12章 电化学测量体系设计与组建284

12.1 电化学测试电解池体系设计与安装284

12.1.1 电解池体系组建原则284

12.1.2 电解池286

12.1.3 电极288

12.1.4 盐桥302

12.1.5 Luggin毛细管305

12.1.6 溶液纯度307

12.2 电化学测试仪器307

12.2.1 恒电位仪基本电路原理及性能308

12.2.2 恒电流仪基本电路原理315

12.2.3 计算机控制下的电化学综合测试体系316

12.3 电化学测试体系故障查排319

参考文献322