電化學(xué)第一講

1、電化學(xué)基礎(chǔ)(jch)Electrochemical Foundation呂東生電化學(xué)研究所，共四十九頁(yè)第一章 導(dǎo) 論Introduction共四十九頁(yè)什么(shn me)是電化學(xué)原電池(Primary cell) 電解池(electrolytic cell)共四十九頁(yè)原電池的電化學(xué)過(guò)程(guchng)共四十九頁(yè)電解池的電化學(xué)過(guò)程(guchng)共四十九頁(yè) 電化學(xué)是研究化學(xué)能和電能(dinnng)之間相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。 主要研究電子導(dǎo)體- 離子導(dǎo)體、離子導(dǎo)體- 離子導(dǎo)體的界面現(xiàn)象(帶電界面現(xiàn)象）、結(jié)構(gòu)和化學(xué)過(guò)程以及與此相關(guān)現(xiàn)象的科學(xué)。電能(dinnng)化學(xué)能電解電池共四十九頁(yè)電化學(xué)反應(yīng)和

2、一般(ybn)化學(xué)反應(yīng)的區(qū)別電化學(xué)有時(shí)比化學(xué)法優(yōu)越（容易發(fā)生，環(huán)境污染少）通過(guò)改變槽電壓、電極材料、電解液組成及濃度來(lái)調(diào)節(jié)所需的電化學(xué)反應(yīng)速率(sl)和選擇性。在這方面電化學(xué)法有時(shí)比化學(xué)法更優(yōu)越，許多化學(xué)法不能完成或很困難的反應(yīng)，電化學(xué)法則很容易實(shí)現(xiàn)，且成本低、環(huán)境污染少。電化學(xué)反應(yīng)是指在電極和溶液界面上進(jìn)行電能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)變反應(yīng)。共四十九頁(yè)電化學(xué)工業(yè)(huxu gngy)電池(dinch)（Battery）鋅錳電池（Zn/MnO2 battery）共四十九頁(yè) 鋅銀電池(dinch)（Zn/Ag2O battery）共四十九頁(yè)鉛酸蓄電池（Lead acid battery）共四十九頁(yè)鋰離子

3、電池(dinch)（Li ion battery）共四十九頁(yè)鎳氫電池（Ni/MH battery）共四十九頁(yè)燃料電池(rn lio din ch)（Fuel Cell）共四十九頁(yè) 燃料電池(rn lio din ch)的結(jié)構(gòu)共四十九頁(yè)電鍍(dind)（Electroplating）鍍金(d jn)手飾共四十九頁(yè)鍍鈦合金風(fēng)扇(fngshn)鍍銅飾球共四十九頁(yè)塑料(slio)電鍍共四十九頁(yè)電泳(din yn)鍍膜用非金屬物質(zhì)涂覆在金屬表面上形成保護(hù)層共四十九頁(yè)電鍍(dind)車(chē)間共四十九頁(yè)電鍍(dind)原理共四十九頁(yè)電合成(hchng)（Electro synthesis）氯堿工業(yè)(gngy)共

4、四十九頁(yè)2H2O(l) + 2NaCl(aq) Cl2(g) + H2(g) + 2NaOH(aq)共四十九頁(yè)二氧化錳(r yn hu mn)（EMD）共四十九頁(yè)電化學(xué)微加工(ji gng)（Electrochemical Microfabrication）b) 組裝后的電磁驅(qū)動(dòng)微馬達(dá)的SEM 照片，由犧牲層和LIGA技術(shù)獲得，轉(zhuǎn)子直徑為150m，三個(gè)齒輪的直徑分別為77m,100m和150ma) LIGA工藝得到的三個(gè)鎳材料的微型齒輪，每個(gè)齒輪高100mLIGA工藝形成的微齒輪與微馬達(dá)共四十九頁(yè)集成電路(jchng-dinl)板制備(zhbi)納米金屬薄膜共四十九頁(yè)當(dāng)前電化學(xué)研究的前沿(qi

5、nyn)領(lǐng)域1.界面電化學(xué)（電化學(xué)界面微觀結(jié)構(gòu)(jigu)、電化學(xué)界面吸附、電化學(xué)界面動(dòng)力學(xué)）ATR-SEIRAS Study of the Adsorption of Acetate Anions at Chemically Deposited Silver Thin Film Electrodes共四十九頁(yè)2.生物(shngw)電化學(xué)（生物膜的界面結(jié)構(gòu)和界面電位、生物分子電化學(xué)、生物電催化、生物技術(shù)中的電化學(xué)技術(shù)）Amplified Electrocatalysis at DNA-Modified Nanowires共四十九頁(yè)2.電催化Preparation and Characteriz

6、ation of Highly Ordered Graphitic Mesoporous Carbon as a Pt Catalyst Support for Direct Methanol Fuel Cells共四十九頁(yè)3.電合成(hchng)Controllable Template Synthesis of Superconducting Zn Nanowires with Different Microstructures by Electrochemical DepositionElectric-Field Assisted Growth and Self-Assembly of

7、Intrinsic Silicon Nanowires共四十九頁(yè)4.電化學(xué)傳感器（Electrochemical Senior）Novel Integrated Electrochemical Nano-Biochip for Toxicity Detection in Water共四十九頁(yè)電化學(xué)的發(fā)展(fzhn)1600 Gilbert（英） 發(fā)現(xiàn)(fxin)摩擦生電William Gilbert （1544-1603）Gilbert is showing his scientific共四十九頁(yè)1791 Galvani （意大利） 發(fā)現(xiàn)(fxin)生物電現(xiàn)象Galvani（1737-1798

8、）共四十九頁(yè)著名(zhmng)“青蛙”試驗(yàn)原理圖共四十九頁(yè)1799 Volta （意大利） 發(fā)明(fmng)電池Alessandro Volta (1745-1827)Volta battery共四十九頁(yè)1800 Nicholson - Carlisle（英） 電解水William Nicholson （1753-1815）nicholson_electrolysis共四十九頁(yè)1807 Davy（英） 電解(dinji)制堿金屬Davy Humphry (1778-1829)共四十九頁(yè)1833 Faraday(英） 電解(dinji)定律Michael Faraday (1791_1867)共

9、四十九頁(yè)1839 Grove （英） 氫氧燃料電池(rn lio din ch)Sir William Robert Grove共四十九頁(yè)1900 Nernst（德） Nernst方程(fngchng)Walther Hermann Nernst (1864-1941)共四十九頁(yè)1884 Arrhenius(瑞典） 電離(dinl)學(xué)說(shuō)Svante August Arrhenius (18591927)共四十九頁(yè)1923 Debey(荷蘭） - Huckel(德） 離子(lz)互吸理論Erich Hckel （1896-1980） 德拜-休克爾的離子氛模型 共四十九頁(yè)1879 Helmholt

10、z (德 ) 雙電層理論(lln)Hermann von Helmholtz (1821-1894)共四十九頁(yè)1905 Tafel(德） Tafel方程(fngchng)Julius Tafel（1862-1918）共四十九頁(yè)本課程(kchng)的主要內(nèi)容第一部分 電極(dinj)反應(yīng)基本原理（15學(xué)時(shí)） 第一節(jié) 平衡體系的電化學(xué) 第二節(jié)金屬電極過(guò)程 第三節(jié)有機(jī)化合物的電極反應(yīng)過(guò)程 第四節(jié) 電解質(zhì)溶液的電化學(xué) 第五節(jié)固態(tài)化合物電機(jī)活性材料的電化學(xué) 共四十九頁(yè)第二部分(b fen)電化學(xué)測(cè)試方法和儀器（10學(xué)時(shí)） 第一節(jié) 電化學(xué)測(cè)定體系第二節(jié) 穩(wěn)態(tài)和電位(din wi)階躍技術(shù)第三節(jié) 電位掃描技

11、術(shù)和循環(huán)伏安法第四節(jié) 交流阻抗技術(shù)第五節(jié) 光電結(jié)合測(cè)試技術(shù)第六節(jié) 電化學(xué)儀器與設(shè)備共四十九頁(yè)第三部分(b fen)電化學(xué)在若干領(lǐng)域的應(yīng)用（5學(xué)時(shí)）第一節(jié) 電化學(xué)在化學(xué)電源中的應(yīng)用第二節(jié) 電化學(xué)在材料合成中的應(yīng)用第三節(jié) 電化學(xué)在材料環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用第四節(jié) 金屬腐蝕(jn sh f sh)與防護(hù)共四十九頁(yè)本課程的學(xué)習(xí)(xux)要求1.考勤(koqn)(20%)2.筆試(80%)共四十九頁(yè)參考書(shū)目：1.傅獻(xiàn)彩等編，物理化學(xué)(下冊(cè))，南京大學(xué)出版社2. 李荻編，電化學(xué)原理(yunl)，北京航天大學(xué)出版社共四十九頁(yè)內(nèi)容摘要電化學(xué)基礎(chǔ)。電化學(xué)研究所，。主要研究電子導(dǎo)體- 離子導(dǎo)體、離子導(dǎo)體- 離子導(dǎo)體的界面現(xiàn)象(帶電界面現(xiàn)象）、結(jié)構(gòu)和化學(xué)過(guò)程以及與此相關(guān)現(xiàn)象的科學(xué)(kxu)。通過(guò)改變槽電壓、電極材料、電解液組成及濃度來(lái)調(diào)節(jié)所需的電化學(xué)反應(yīng)速率和選擇性。在