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1、扩散传质目录液相传质稳态非稳态旋转圆盘平板、球状、盘状电极版权 2000~31电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散301传质？5步骤电子交换电极电势、溶液浓度组成、电极材料前后置反应吸附、相变、化学反应传质扩散电极形状、组成、流体力学等版权 2000~32电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散302传质内容：分析传质动力学特征目的：寻找控制方法，用于研究和应用版权 2000~33电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散303传质分类对流：密度差、温差、搅拌驱动的传质扩散：静止溶液浓差驱动的传质电迁移：带电离子在电场作用下的传质版权 2000~34电分析国家实验室分析仪器研发中心
2、扩散304流量关系对流：Ji=(vx+vy+vz)ci扩散：电迁移：Ji=(Ex+Ey+Ez)u0ici版权 2000~35电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散305电流X方向(一维电流，电中性)：I=ziFJ =-FziDidci/dx +FEx
3、zi
4、u0ici电流--流量关系版权 2000~36电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散306扩散静止溶液(对流作用小)、存在大量惰性电解质(电迁移作用小)时，可简化，仅考虑电极表面附近薄层中的扩散传质版权 2000~37电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散307传质定律菲克Fick第一定律：(关系描
5、述－流量与空间的浓度梯度)Ji=-Didci/dx时间轴(过程描述－流量、浓度变化的过程，微元内的物质进出)：J1=-Di(ci/x)x=xJ2=-Di(ci/x)x=x+dx版权 2000~38电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散308第二定律Fick第二定律: 扩散过程引起的浓度变化有对流、电迁移时包括相应的项即可微元内浓度的变化(一维)：版权 2000~39电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散309梯度与散度浓度梯度(一维,向量)：ci/x=gradci浓度梯度向量(一维)的“散度”2ci/x2=div(gradci) =2ci三维、多变
6、量情况类似版权 2000~310电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散310稳态与非稳态(暂态)大量惰性电解质(忽略电迁移)两种对立因素A电化学反应消耗反应物，产生产物,电极表面附近溶液浓度变化-浓度极化；B浓度变化导致从本体向表面的扩散和对流(反应物) 和从表面向本体的扩散和对流A、B两种过程的发展阶段－非稳态；A、B两种过程达到并保持平衡-稳态版权 2000~311电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散311稳态与非稳态(暂态)数学描述稳态：ci/t=0,2ci-vgradci=0非稳态(对静止溶液v=0)：ci/t=Di2ci版权 2000~312电分析国家
7、实验室分析仪器研发中心扩散3122Laplace拉普拉斯算符2：线性2/x2三维2/x2+2/y2+2/z2球形2/r2+(2/r)/r圆柱(轴)2/r2+(1/r)/r版权 2000~313电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散313求解浓度(时间)分布的条件反应体系：O+neR初始条件：t=0,Ci(x,0)=Ci0若没有R,CR(x,0)=0半无限边界版权 2000~314电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散314求解浓度(时间)分布的条件电极边界Ci(0,t)=f(E)或CO(0,t)/CR(0,t)=f(E)物质守恒：JO(0,
8、t)=JR(0,t)版权 2000~315电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散315理想稳态(无对流)ci/t=0,v=0，于是2ci=0，即ci/x常数版权 2000~316电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散316求解电流浓度关系初始条件：t=0,Ci(x,0)=Ci0半无限边界xl，Ci0恒定电极边界x=0,Cis恒定结果：I=nFDi(Ci0-Cis)/l若完全浓度极化(极限)Cis=0Id= nFDiCi0/l版权 2000~317电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散317分析决定因素1浓度梯度2扩散系数经典扩散理论(气体，渗透压)D=kT/6r
9、扩散系数:温度、粒子半径、介质粘度.一般10-5cm2s-1版权 2000~318电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散318分析液相扩散理论(活化，跃迁扩散)D=(2kT/h)exp(-G*/RT)：每次扩散跃迁的平均迁移距离版权 2000~319电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散319实际稳态1对流和扩散并存，如何表征？流体力学与扩散版权 2000~320电分析国家实验室分析仪器研发中心扩散320实际稳态2层流层流，靠近电极，流速逐渐降低，源于流体的粘滞性因此在垂直与表面方向有流速分量dv/dy0版权 2000~
