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第一章 电极-电解质溶液界面上的双电层1

1.1 双电层结构的理论模型2

1.1.1 平行板电容器模型2

1.1.2 Gouy-Chapman模型3

1.1.3 Stern模型7

1.1.4 Grahame模型11

1.1.5 Bockris模型15

1.2 理想极化电极的热力学性质16

1.2.1 Lippmann方程17

1.2.2 电毛细现象19

1.2.3 零电荷电位21

1.3 特性吸附24

1.3.1 离子和分子在电极上的吸附24

1.3.2 吸附等温线27

参考文献28

2.1.1 电化学反应的能级表示30

第二章 电化学反应动力学30

2.1 电化学反应的理论30

2.1.2 电化学反应的电流-电位方程31

2.1.3 标准速率常数和交换电流35

2.2 电流-过电位方程37

2.2.1 电流-过电位方程的一般形式37

2.2.2 Butler-Volmer方程39

2.2.3 Tafel公式41

2.2.4 快速电极反应44

2.3 传质的作用45

2.3.1 质传递类型45

2.3.2 稳态扩散的半经验处理46

2.3.3 质传递效应对电流-过电位方程的影响48

参考文献50

3.1.1 拉普拉斯变换51

第三章 扩散51

3.1 数学准备51

3.1.2 误差函数56

3.1.3 Bessel方程和Bessel函数58

3.2 两种溶液接界处的扩散——液接界电位60

3.2.1 液接界电位的Henderson公式60

3.2.2 两种特殊情况的液接界电位61

3.2.3 液接界电位的间接测量和消除64

3.3 电极附近的扩散67

3.3.1 平板电极一维扩散67

3.3.2 三维扩散69

3.3.3 稳态扩散和非稳态扩散71

3.4 非稳态扩散方程的求解73

3.4.1 平板电极一维扩散73

3.4.3 圆柱形电极内部的扩散76

3.4.2 球形电极附近的扩散76

3.5 旋转圆盘电极的稳态扩散81

3.5.1 旋转圆盘电极的流体动力学81

3.5.2 旋转圆盘电极上的质传递82

参考文献85

第四章 电位阶跃下的电化学反应86

4.1 平板电极上的电位阶跃86

4.1.1 阶跃至扩散控制电位86

4.1.2 可逆电化学反应下的电位阶跃89

4.1.3 准可逆电化学反应的电位阶跃95

4.1.4 完全不可逆电化学反应的电位阶跃99

4.2 球形电极上的电位阶跃101

4.3 平板电极上的双电位阶跃104

4.3.1 扩散方程的求解105

4.3.2 电流-时间关系110

参考文献112

5.1 引言113

第五章 电位扫描下的电化学反应113

5.2 平板电极上的LSV电流响应114

5.2.1 可逆反应114

5.2.2 峰电流和峰电位119

5.2.3 双电层电容和溶液电阻的影响121

5.2.4 完全不可逆反应122

5.2.5 准可逆反应124

5.3 三角波电位扫描的电流响应127

5.3.1 平板电极上的可逆反应127

5.3.2 吸附物质的循环伏安图130

参考文献131

第六章 控制电流下的电化学反应133

6.1 引言133

6.2 控制电流条件下扩散问题的数学处理134

6.3 恒电流法的Sand方程136

6.4.1 可逆反应139

6.4 恒电流下的电位响应139

6.4.2 完全不可逆反应140

6.4.3 微电流恒流下的准可逆反应141

参考文献143

第七章 电极交流阻抗145

7.1 交流电回路145

7.1.1 相角和复阻抗145

7.1.2 电解池的等效电路148

7.2 法拉第阻抗149

7.2.1 法拉第阻抗的电路特性149

7.2.2 电极反应的法拉第阻抗150

7.2.3 由法拉第阻抗求动力学参数154

7.2.4 法拉第阻抗的矢量图156

7.3 交流阻抗测量结果的分析157

7.3.1 电极交流阻抗的分解157

7.3.2 复平面图形分析160

7.3.3 实际电化学体系的复平面图166

7.4 阻抗图的半圆旋转现象167

参考文献172

第八章 半导体光电化学基础174

8.1 半导体和电解液的电子能级174

8.1.1 半导体的电子能级174

8.1.2 电解液的电子能级——绝对电极电位178

8.2 半导体/电解液界面179

8.2.1 平衡状态179

8.2.2 平带电位181

8.3 半导体电极的光效应184

8.4 光电化学电池185

8.4.1 再生光电化学电池186

8.4.2 光电解电池189

8.4.3 转化效率192

参考文献193

9.1 引言195

第九章 电化学嵌入反应195

9.2 嵌入反应热力学196

9.2.1 反应自由能196

9.2.2 平衡电极电位的热力学公式198

9.3 电化学嵌入反应动力学202

9.3.1 界面电荷迁移动力学公式202

9.4 离子在电极内的扩散205

9.4.1 平板电极内一维扩散206

9.4.2 圆柱形电极内扩散212

9.4.3 球形电极内扩散214

9.5 嵌入电极反应的交流阻抗217

9.5.1 扩散方程的求解218

9.5.2 扩散阻抗222

参考文献225

符号表227

索引231