电解质分析与计量测试技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:274

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出版时间:2009-6

价格:45.00元

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isbn号码:9787502630300

丛书系列:

图书标签:

• 电化学分析
• 电解质
• 分析测试
• 计量技术
• 仪器仪表
• 化学分析
• 实验室技术
• 环境监测
• 工业分析
• 传感器技术

深入探索新一代功能材料：结构、性能与应用前沿 图书主题： 本书聚焦于当前材料科学领域中最具活力和前景的方向之一——新一代功能材料。它系统性地梳理了从原子尺度到宏观尺度的材料设计、合成、表征，以及它们在能源、环境、信息技术等关键领域中的前沿应用。本书旨在为材料学、化学工程、物理学及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级学生提供一份详尽且具有洞察力的参考指南。 --- 第一部分：功能材料的基础理论与设计原则 (Foundation and Design Principles) 本部分奠定了理解现代功能材料所需的基本理论框架。它超越了传统固体物理和化学的范畴，深入探讨了性能与结构之间的多尺度耦合机制。 第一章：功能材料的跨尺度结构调控 本章详细阐述了如何通过精确控制材料的微观结构来赋予其特定的宏观功能。内容涵盖： 晶体学与缺陷工程： 讨论了点缺陷、位错、晶界在电子、光学和力学性能中的决定性作用。重点介绍如何利用固溶、退火和辐照等手段对缺陷密度和空间分布进行定向调控。 纳米结构构筑： 深入分析了零维（量子点）、一维（纳米线、碳纳米管）、二维（石墨烯、过渡金属硫化物）材料的独特量子限域效应和表面效应。讨论了自组装、模板法、化学气相沉积（CVD）等主流纳米结构合成方法的原理及在功能化中的应用。 多孔与拓扑材料： 阐述了金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）以及沸石等高比表面积材料的设计原理。重点解析了孔径分布、孔道结构对称性如何影响气体吸附、催化反应的选择性和扩散速率。 第二章：热力学驱动下的功能演化 本章着重于材料在非平衡态下的行为以及热力学驱动下的功能稳定性。 相图与相变动力学： 分析了复杂多组分体系中的相图绘制方法（如CALPHAD方法），并探讨了从亚稳态到稳态转化的动力学过程，这对材料的长期服役性能至关重要。 界面热力学： 阐述了异质结、异质界面（如半导体异质结、电极/电解质界面）的能带对齐、界面应力以及弛豫机制，这些是决定器件效率的关键因素。 高熵合金（HEAs）的构筑与稳定性： 作为新型复杂功能材料的代表，本章详细介绍了高熵合金中“非理想溶液”的统计热力学模型，以及其高构型熵带来的结构稳定性和多功能性潜力。 --- 第二部分：先进表征技术与性能测试（Advanced Characterization and Performance Testing） 功能材料的研究离不开尖端表征手段。本部分系统地介绍了如何利用先进的物理和化学工具来解析材料的结构、化学态和动态行为。 第三章：结构与形貌的精密成像技术 本章详细介绍了原子尺度的成像技术及其在结构解析中的应用。 高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）与扫描透射电子显微镜（STEM）： 重点讲解了像差校正仪的应用，如何实现对重原子列和轻原子区域的晶格缺陷、化学配位环境的直接成像，以及利用EELS/EDS进行元素映射和价态分析。 同步辐射与中子散射技术： 阐述了同步辐射X射线衍射（XRD/GIXRD）在原位（in-situ）/非原位（operando）条件下研究晶体结构变化（如锂离子电池充放电过程中的相变）的优势，以及中子散射在探测轻元素（如氢、锂）和磁结构方面的独特能力。 表面形貌与层析成像： 介绍了原子力显微镜（AFM）的高级模式（如KPFM、MFM）在测量表面电势分布和磁畴结构中的应用，以及聚焦离子束（FIB）结合SEM/TEM进行的3D断层成像技术。 第四章：功能物性的动态与光谱学探究 本章关注如何通过光谱学和电化学手段揭示材料的电子结构、激发态行为和输运特性。 光电与磁性光谱： 深入解析了吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱以及X射线吸收精细结构（XAFS）如何提供关于电子能级、晶格振动模式和局域结构信息的细节。特别是，讨论了瞬态吸收光谱在研究载流子寿命和能量转移路径中的应用。 电化学循环伏安法（CV）与阻抗谱（EIS）的深度解读： 不仅介绍了这些基础测试方法，更侧重于如何通过分析峰形、氧化还原电位以及Nyquist图的半圆弧对应关系，来精确分离和量化材料内部的电荷转移电阻、固态扩散系数和界面阻抗。 原位反应监测技术： 强调了将表征工具与实际工作环境相结合的重要性，例如在反应器或电池测试槽中进行实时光谱或衍射分析，以捕捉真实工作状态下的结构-功能关联。 --- 第三部分：前沿功能材料的应用实例与挑战（Frontier Applications and Challenges） 本部分将前述的基础理论和表征技术应用于当前科技领域的热点，并探讨未来发展面临的瓶颈。 第五章：能源转化与存储材料 重点讨论下一代能源技术对材料性能的极限要求。 固态电解质与界面稳定性： 深入分析了基于硫化物、氧化物和聚合物的固态电解质的离子传导机制、晶界阻抗问题，以及它们与电极接触时形成的界面副反应层（SEI/CEI）的化学性质和电化学抑制策略。 光电催化与人工光合作用： 探讨了基于窄带隙半导体（如钙钛矿、氮化物）在可见光驱动下进行水分解（析氢/析氧）或二氧化碳还原的效率瓶颈，特别是光生载流子的分离与迁移效率控制。 热电材料与温差发电： 分析了如何通过晶格缺陷工程（如纳米化、掺杂）实现“声子玻璃-电子晶体”的理想性能，以提高ZT值（无量纲优值）。 第六章：智能传感与信息技术材料 本章侧重于材料对外部刺激（光、电、热、力）的响应性及其在器件中的集成。 新型压电与热释电材料： 讨论了非极性材料向极性转变的设计策略，以及如何利用应变工程和高通量计算筛选具有高机电机耦合系数的薄膜材料，用于高效能量采集或高灵敏度传感。 拓扑绝缘体与狄拉克/外尔半金属： 阐述了这些材料中由强自旋轨道耦合产生的特殊电子态，以及如何利用这些表面态或费米弧进行低功耗电子器件或量子计算的探索。 铁电与多铁性材料的存储应用： 探讨了如何利用铁电材料的非易失性存储特性（FeRAM），以及磁电耦合效应在多功能传感器件设计中的潜力与技术障碍。 第七章：材料的服役可靠性与可持续性 本章从工程应用的角度，审视了功能材料从实验室走向大规模应用所必须克服的长期挑战。 降解机制与寿命预测： 分析了电化学腐蚀、光致老化（Photodegradation）、热疲劳等在实际工作条件下材料性能衰减的根本原因，并介绍了加速老化测试和寿命模型预测的方法学。 环境适应性与绿色合成： 讨论了开发环境友好型溶剂、低能耗合成路线（如机械化学法、水热合成）的重要性，以减少功能材料制造过程中的环境足迹。 --- 本书的结构逻辑清晰，从微观结构设计出发，到先进的表征手段，再到宏观器件的应用，形成了一个完整的研究链条。内容深度兼顾了理论的严谨性和应用的前瞻性，是深入理解和推动新一代功能材料发展的必备工具书。

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从工程应用的角度来看，这本书对仪器系统的集成与维护提供了极具价值的见解。它不仅仅关注于化学反应本身，更是将电解质分析置于一个复杂的仪器硬件环境中去审视。例如，在处理高腐蚀性样品（如强酸或强碱体系中的离子测定）时，书中对泵头材料的选择、管路系统的耐受性以及流通池设计的考量，都体现了深厚的工程经验。我个人特别喜欢它关于自动化进样系统故障排除的章节，详细列出了从蠕动泵堵塞到液相色谱柱分离度下降等一系列常见问题的诊断路径和修复方案，配有清晰的流程图，对于减少实验室停机时间非常有帮助。此外，对于便携式和现场快速检测技术的发展趋势探讨，也显示了作者的前瞻性视野，例如微流控芯片电解质分析技术在环境应急监测中的潜力，激发了我对未来技术路线的思考。这本书的实用性，在于它成功地将高深的分析化学原理与工程师所需的系统思维紧密结合起来。

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初次接触这本书时，我本以为会读到一本枯燥的技术手册，然而，随后的阅读体验完全颠覆了我的预期。它在方法论上的探讨，展现出一种近乎艺术的精确与创新。书中对光谱法在电解质分析中的应用，尤其是原子吸收光谱（AAS）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）的对比分析，写得极其透彻。作者没有简单地罗列参数，而是深入剖析了每种技术在处理复杂基质中的优势与局限性。比如，对于痕量金属离子分析，书中详细描述了如何通过优化炬管参数、选择合适的雾化器来最小化光谱干扰，这些都是教科书上往往一笔带过，但在实际工作中却决定成败的关键细节。更令人称赞的是，书中穿插了大量不同行业（水质监测、生物医学、食品安全）的实际案例，每条案例都配有详细的流程图和数据处理步骤，使得抽象的技术规范变得有血有肉，极大地增强了可操作性。我感觉这本书不仅在教我“如何做”，更在教我“为什么这么做”，这才是高水平专业书籍的体现。

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这本关于电解质分析与计量测试技术的书籍，从我一个初涉化学分析领域的门外汉的角度来看，简直像是一扇通往精密世界的大门。它的开篇部分对于基础理论的阐述，用词严谨却又不失生动，成功地架起了理论与实践之间的桥梁。我特别欣赏作者在讲解电化学基础时所采用的类比手法，使得那些晦涩难懂的电位、电解定律变得直观易懂。书中详细介绍了各种电解质的特性及其在溶液中的行为，这对于理解后续的分析方法至关重要。例如，关于离子强度对电位测量影响的论述，作者不仅仅停留在公式层面，更是结合实际实验数据，展示了如何通过控制缓冲体系来优化测量精度。整个章节的逻辑推演严密，知识点层层递进，让人感觉每翻过一页，自己对电解质世界的认知就深入了一层。我尤其对其中关于液态离子选择性电极的工作原理的深入剖析印象深刻，那些关于膜电位的形成、内参比的稳定性以及零点漂移的控制策略，对于未来我进行实验室操作的规范性有着极大的指导意义。总而言之，这本书为构建扎实的电化学分析基础提供了极其坚实的地基。

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这本书在数据处理与高级统计建模方面的论述，展现了现代分析化学的趋势——即“数据驱动”的分析。它突破了传统化学书籍对基础算术平均值的依赖，转而深入探讨了多元数据分析在电解质混合物分析中的应用。例如，书中对主成分分析（PCA）和偏最小二乘回归（PLS）在解耦复杂电解质体系中各组分浓度时的应用进行了详尽的演示，这对于处理那些传统分离技术难以应对的多组分共存场景至关重要。作者通过模拟数据和真实案例，清晰地展示了如何通过特征值的选择来简化模型，提高预测的稳定性和解释性。不仅如此，书中对实时在线监测数据流的处理也给予了足够的重视，探讨了卡尔曼滤波等技术在平滑噪声、追踪动态变化中的作用。对于需要将实验室数据转化为可操作的工业控制信号的读者来说，这部分内容提供了从“测量”到“决策”的关键桥梁。它无疑是一本面向未来实验室建设的指南。

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这本大部头在计量学和质量保证方面的深度是令人敬佩的。对于任何需要进行认证或合规性测试的分析人员来说，这部分内容是无价之宝。作者对不确定度评定的讲解，并非套用标准公式了事，而是结合了多个经典实验场景，比如滴定法的系统误差和随机误差来源的综合分析，展示了如何运用GUM（测量不确定度指南）的原则来量化分析结果的可靠性。我特别关注了其中关于标准物质选择和定值的章节，对于如何验证外部标准物质的适用性，以及如何构建内部比对体系以确保长期测量的可追溯性，作者给出了非常系统且可执行的建议。读完这些章节，我对自己以往工作中模糊的“误差控制”概念有了清晰的量化标准。此外，书中对不同类型检测器（如库仑电极、安培电极）的响应线性范围、检出限和定量限的评估方法，也给出了严格的统计学基础支持。这使得我们能够更有信心地向监管机构提交我们的分析报告，因为每一个数据背后都有坚实的计量学后盾。

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