《电极过程动力学》PPT课件

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1、电极过程动力学潘牧Panmu@mail.whut.edu.cn目录第一章绪论第二章“电极/溶液”界面的基本性质第三章“电极/溶液”界面附近液相中的传质过程第四章电化学步骤的动力学第五章复杂电极反应与反应机理研究第六章交流阻抗方法第七章若干重要电极过程的反应机理与电化学催化第一章绪论§1.1电极过程动力学的发展§1.2电池反应与电极过程§1.3电极过程的主要特征及其研究方法第二章“电极/溶液”界面的基本性质§2.1研究“电极/溶液”界面性质的意义§2.2相间电势和电极电势§2.3研究“电极/溶液”界面结构的实验方法§2

2、.4“电极/溶液”界面模型§2.5固体金属“电极/溶液”界面§2.6零电荷电势§2.7有机分子在“电极/溶液”界面上的吸附第三章“电极/溶液”界面附近液相中的传质过程§3.1研究液相中传质动力学的意义§3.2有关液相传质过程的若干基本概念§3.3理想情况下的稳态过程§3.4实际情况下的稳态对流扩散过程和旋转圆盘电极§3.5液相传质步骤控制时的稳态极化曲线§3.6扩散层中电场对传质速度和电流的影响§3.7静止液体中平面电极上的非稳态扩散过程§3.8线性电势扫描方法第四章电化学步骤的动力学§4.1电极电势对电化学步骤反应

3、速度的影响§4.2平衡电势与电极电势的“电化学极化”§4.3浓度极化对电化学步骤反应速度和极化曲线的影响§4.4测量电化学步骤动力学参数的暂态方法第五章复杂电极反应与反应机理研究§5.1多电子步骤§5.2均相表面转化步骤（一）：前置转化步骤§5.3均相表面转化步骤（二）：平行和随后转化步骤§5.4涉及表面吸附态的表面转化步骤§5.5电极反应机理及其研究方法§5.6利用电化学反应级数法确定电极反应历程§5.7中间价态粒子的电化学检测第六章交流阻抗方法§6.1电解池的等效阻抗§6.2表面浓度波动和电极反应完全可逆时的电解

4、阻抗§6.3电化学步骤和表面转化步骤对电解阻抗的影响§6.4电极交流阻抗的复数阻抗图§6.5交流阻抗的测量方法§6.6电化学阻抗谱数据处理的若干问题第七章若干重要电极过程的反应机理与电化学催化§7.1氢析出反应§7.2氧还原反应§7.3甲醇的电化学氧化§7.4氯的阳极析出反应§1.1电极过程动力学的发展电化学—研究载流子（电子、空穴、离子）在电化学体系（特别是离子导体和电子导体的相界面及其邻近区域）中的运输和反应规律的科学。电化学所研究的内容有：（1）电解质溶液理论（离子水化、离子互吸、离子缔合及电导理论等）；（2）

5、电化学平衡（可逆电池、电极电位、电动势与热力学函数间关系等）；（3）电化学动力学－－电极反应过程的规律（电化学极化、液相传质、气体电极过程等）；（4）电化学应用。§1.1电极过程动力学的发展电化学是在科学研究和生产实践中发展起来的，反过来它又促进了生产力的发展。在化工、冶金、化学电源、金属腐蚀和保护、电化学加工和电化学分析等工业部门占有及其重要的地位。近30年来，它在高新技术领域，如新能源、新材料、微电子技术、生物化学等等方面也扮演重要角色。与此同时，由于电化学理论与方法的发展，在与其他学科边缘地域形成了融盐电化学、

6、半导体电化学、催化电化学、腐蚀电化学、金属电化学、生物电化学等新兴学科。电化学应用已远远超出了化学领域，在国民经济许多部门发挥了巨大作用。§1.1电极过程动力学的发展电化学科学的发展大致可以分为三个阶段：电化学热力学、电化学动力和现代电化学。电化学热力学研究的是处在平衡状态的电化学体系，涉及的主要问题是电能和化学能之间的转换的规律。从19世纪末到20世纪初，在热力学基本原理被牢固地确立后，用热力学方法研究电化学现象成了电化学研究的主流，取得了重大的进展，使“电化学热力学”这部分内容趋于成熟，成为物理化学课程的经典组成

7、部分。§1.1电极过程动力学的发展电化学动力学，也即“电极过程动力学”。电极过程动力学的发展大致经历以下阶段：1905年Tafel根据实验结果总结出半对数极化曲线公式20世纪30年代初期Butler,Erdey-Gruz,Volmer等人提出了电极过程动力学基本公式§1.1电极过程动力学的发展电极过程动力学主要形成是从20世纪40年代中期开始：前苏联Φрумкин学派抓住电极和溶液净化对电极反应动力学数据重现性有重大影响这一关键问题，首先从实验技术上开辟了新局面。证实了迟缓放电理论，研究了双电层结构和各类吸附现象对电

8、极反应速度的影响英国Bockris,Parsons,Conway等人也在同一领域作出了奠基性的工作，Grahame开创了用滴汞电极研究“电极/溶液”界面的系统工作。20世纪50年代是电化学学科的重要成熟期经典电化学方法蓬勃发展和电化学队伍迅速扩大各种快速暂态方法，旋转圆盘电极系统，研究许多电化学测量方法在这一阶段建立。这些方法在当代电化学实验室