Understanding Voltammetry pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Banks, Craig E.

出品人:

頁數:371

译者:

出版時間:

價格:$ 141.25

裝幀:HRD

isbn號碼:9789812706256

叢書系列:

圖書標籤:

Electrochemistry
Voltammetry
Electrochemical Methods
Analytical Chemistry
Electroanalytical Chemistry
Sensors
Materials Science
Corrosion
Energy Storage
Surface Chemistry

下載連結在頁面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 複製連結

想要找書就要到小哈圖書下載中心

qciss.net

立刻按 ctrl+D收藏本頁

你會得到大驚喜!!

具體描述

The power of electrochemical measurements in respect of thermodynamics, kinetics and analysis is widely recognized but the subject can be unpredictable to the novice even if they have a strong physical and chemical background, especially if they wish to pursue quantitative measurements. Accordingly, some significant experiments are perhaps wisely never attempted while the literature is sadly replete with flawed attempts at rigorous voltammetry. This textbook considers how to go about designing, explaining and interpreting experiments centered around various forms of voltammetry (cyclic, microelectrode, hydrodynamic, and so on). The reader is assumed to have a knowledge to Masters level of physical chemistry but no exposure to electrochemistry in general, or voltammetry in particular. While the book is designed to 'stand alone', references to important research papers are given to provide an entry into the literature. The book gives clear introductions to the theories of electron transfer and of diffusion in its early chapters. These are developed to interpret voltammetric experiments at macro-electrodes before considering microelectrode behavior. A subsequent chapter introduces convection and describes hydrodynamic electrodes. Later chapters describe the voltammetric measurement of homogeneous kinetics, the study of adsorption on electrodes and the use of voltammetry for electroanalysis.

《電化學基礎：從理論到應用》第一章：電化學的宏觀與微觀世界本章旨在為讀者構建一個堅實的電化學基礎框架，深入探討電化學現象背後的基本原理。我們將從宏觀層麵剖析電化學電池（原電池與電解池）的構成要素、工作機製及其能量轉換過程。重點討論吉布斯自由能、電動勢與平衡常數之間的熱力學關係，詳細闡述能斯特方程（Nernst Equation）在不同濃度和溫度條件下對電池電勢的精確預測能力。微觀層麵，本章將轉嚮電極/溶液界麵的物理化學本質。深入解析雙電層（Electrical Double Layer, EDL）的結構模型，包括亥姆霍茲模型（Helmholtz Model）和擴散模型（Diffuse Layer Model，如Gouy-Chapman-Stern理論），理解電荷在界麵上的分布與重排如何影響電化學反應的動力學。此外，還將介紹電子轉移（Electron Transfer）的理論基礎，重點闡述馬庫斯理論（Marcus Theory），闡明電子轉移速率常數與過電位、活化能之間的關係，為後續的動力學分析奠定理論基礎。第二章：電化學測量技術概述精確的測量是電化學研究的基石。本章係統介紹瞭現代電化學實驗的通用設備、信號處理方法以及數據解析流程。首先，詳細闡述瞭三電極體係（工作電極、參比電極、對電極）的配置要求、材料選擇及其在最小化測量誤差中的作用。對不同類型的參比電極（如標準氫電極、甘汞電極、銀/氯化銀電極）的工作原理、適用範圍和維護要求進行對比分析。隨後，本章聚焦於電化學工作站的核心功能。詳細講解瞭電位掃描和電流響應的控製技術，包括恒電位（Potentiostat）和恒電流儀（Galvanostat）的工作原理。重點介紹信號的噪聲抑製、濾波技術以及數據采集的精度控製。此外，還將討論電化學電池的阻抗匹配問題，解釋如何通過匹配工作電極的阻抗特性來確保測量信號的真實性，避免RC電路對高頻響應信息的扭麯。第三章：穩態技術與界麵分析本章深入探討瞭依賴於穩定狀態下界麵參數測量的經典電化學方法。首先是對穩態極化麯綫的詳細解析。介紹綫性掃描伏安法（LSV）和階梯波伏安法（STV）的基本操作，並著重分析如何從極化麯綫上提取關鍵動力學參數，如交換電流密度（$i_0$）和Tafel斜率。討論在不同控製步驟下（如反應物擴散控製、錶麵反應控製）極化麯綫的特徵變化。其次，詳細闡述歐姆電阻測量與補償。解釋歐姆降（Ohmic Drop）對電化學測量的嚴重影響，並係統介紹如何利用電流中斷技術（Chronoamperometric Interruption）或高頻阻抗譜分析來精確測量溶液電阻 ($R_s$)，並實現電位補償。最後，聚焦於薄膜沉積與形貌錶徵。介紹電沉積過程中電流效率、形貌演變與電流密度之間的關係。討論如何通過控製沉積電位或電流，調控所得電極材料的晶體結構、粒徑分布和錶麵粗糙度，從而優化其電化學性能。第四章：瞬態技術：動力學與擴散的解耦瞬態技術是研究電化學反應速率和界麵過程動態特性的關鍵工具。本章將詳盡介紹幾種核心的瞬態方法，並側重於如何利用它們來分離電荷轉移動力學和物質傳輸過程。計時電流法（Chronoamperometry, CA）部分，重點講解Cottrell方程的推導及其應用。分析CA麯綫（電流隨時間積分的倒數平方根變化）如何直接反映擴散係數。討論CA在研究反應物在電極錶麵吸附、錶麵反應限速步驟中的應用場景。計時電位法（Chronopotentiometry, CP）部分，解析Sand方程，並討論其在研究需要精確控製電量轉移（如電鍍層厚度）過程中的優勢。差分脈衝伏安法（Differential Pulse Voltammetry, DPV）將作為高靈敏度分析技術進行介紹，對比其與常規循環伏安法在信號增強和背景扣除方麵的優越性，尤其適用於痕量物質的檢測。第五章：電化學阻抗譜（EIS）的原理與應用電化學阻抗譜（EIS）是探測電化學界麵在不同時間尺度（頻率）響應的強大工具。本章係統講解EIS的理論基礎、實驗操作規範和數據解析方法。首先，解釋阻抗 ($Z$)、容抗 ($C$) 和相角 ($phi$) 的定義，並引入復平麵（復阻抗平麵）的概念。詳細闡述電路元件（如純電阻、電容、電感）在奈奎斯特圖（Nyquist Plot）和波德圖（Bode Plot）上的特徵錶現。其次，重點剖析電化學界麵常用的等效電路模型（Equivalent Circuit Models, ECM）。從最簡單的Randles電路模型開始，逐步引入Warburg阻抗元件（Warburg Element），用以描述擴散控製的電荷轉移過程。討論如何使用非綫性最小二乘法（Non-linear Least Squares Fitting）對實驗譜圖進行擬閤，從而精確分離齣溶液電阻 ($R_s$)、電荷轉移電阻 ($R_{ct}$) 和雙電層電容 ($C_{dl}$)。最後，探討EIS在電池和電容器研究中的實際應用，例如評估電極/電解質界麵的極化程度、分析固態電解質的離子電導率，以及監測腐蝕過程中保護膜的完整性。第六章：電化學傳感器的設計與優化本章將視角轉嚮電化學在分析化學中的實際應用，特彆是新型電化學傳感器的設計原理和性能優化。介紹基於電極修飾技術的傳感器構建策略。詳細討論化學修飾電極（Chemically Modified Electrodes, CME）的製備技術，包括自組裝單分子層（SAMs）、聚閤物膜包埋、納米粒子沉積等方法。闡述如何通過引入特定的識彆元件（如酶、抗體、分子印跡聚閤物）來提高傳感器的選擇性。分析不同工作模式下的傳感器響應特性。比較安培法、電位法和庫侖法傳感器在靈敏度、響應時間以及抗乾擾能力方麵的優缺點。特彆強調如何利用加速壽命試驗（Accelerated Life Testing）來評估傳感器的長期穩定性和可重現性。第七章：電化學在能量存儲係統中的角色本章聚焦於電化學原理在現代先進儲能設備中的核心作用。深入解析鋰離子電池（LIBs）的電化學工作機製，從正極材料（如層狀氧化物、磷酸鐵鋰）到負極材料（石墨、矽基材料）的插層/脫嵌機理。使用EIS和CV技術來錶徵電池在充放電過程中的界麵副反應、SEI膜的形成與演變，以及鋰枝晶生長的電化學特徵。對比超級電容器（Supercapacitors）的工作原理，區分法拉第過程（贋電容）和非法拉第過程（雙電層電容）。分析活性炭材料的孔隙結構對電容性能的影響，並討論新型材料（如導電聚閤物、金屬氧化物）在提高能量密度方麵的潛力。第八章：電化學與材料科學前沿本章探討電化學技術如何驅動新型功能材料的閤成與性能調控。介紹電化學閤成技術在製備納米結構材料方麵的優勢，如利用模闆輔助的電化學沉積法製備高長徑比的納米綫、納米管陣列。討論如何通過精確控製電化學參數來控製材料的晶習和缺陷結構。最後，探討電化學在錶麵處理中的應用，例如電化學拋光和電化學刻蝕，它們如何用於精密製造和微加工領域，實現對材料錶麵形貌的亞微米級控製。