离子液体的合成及其在有机合成中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:202

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出版时间:2010-1

价格:20.00元

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isbn号码:9787110071861

丛书系列:

图书标签:

• 离子液体
• 有机合成
• 合成化学
• 绿色化学
• 催化
• 材料化学
• 电化学
• 物理化学
• 化学工艺
• 新型溶剂

《电化学导论：原理、技术与前沿》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的电化学基础知识体系，涵盖从基本原理到尖端应用的广泛领域。本书的编写严格遵循科学逻辑和严谨的学术规范，内容组织层次分明，力求使初学者能够扎实掌握核心概念，同时为专业研究人员提供深入的参考价值。我们坚信，电化学作为连接化学、物理和工程学的交叉学科，其重要性在能源、材料和环境科学中日益凸显。 第一部分：电化学基础理论 本书首先从电化学的基本概念入手，详细阐述了电化学体系中的热力学基础。我们着重分析了吉布斯自由能（$Delta G$）与电化学势、电极电势之间的定量关系，清晰地界定了能斯特方程（Nernst Equation）在非标准条件下的应用。对平衡电位的精确计算和解释，是理解所有电化学过程的前提。 紧接着，本书深入探讨了电化学动力学。法拉第定律被作为电流与反应速率的桥梁，贯穿整个动力学章节。我们详细解析了电化学反应的本征动力学——电荷转移过程。这包括了对过电位（Overpotential）的细致划分，如活化过电位、欧姆过电位和浓差过电位，并引入了塔菲尔方程（Tafel Equation）来描述电荷转移速率常数与过电位之间的指数关系。对交换电流密度（$i_0$）的讨论，是衡量电极反应本征活性的关键指标。 在传输现象方面，本书特别强调了物质在电解质溶液中的迁移机制。扩散、迁移和对流这三种物质传输方式被系统地梳理。我们运用费克定律（Fick's Laws）来描述扩散过程，并结合电动势梯度分析迁移电流的贡献。对于高电流密度下的极化现象，浓差极化的机制和临界电流密度的计算方法得到了详尽的阐述，这对于设计高效的电化学反应器至关重要。 第二部分：电化学界面与测量技术 电化学研究的核心在于界面现象。本书用大量篇幅构建了电极/电解质界面的微观模型。我们详细介绍了双电层（Electrical Double Layer, EDL）的结构理论，包括亥姆霍兹模型（Helmholtz Model）和更先进的Gouy-Chapman-Stern模型，解释了零电荷点（PZC）的概念及其对吸附和反应选择性的影响。 在电化学测量技术方面，本书提供了对经典和现代仪器的详尽操作指南和理论背景。 1. 经典技术： 对恒电位仪和恒电流仪的工作原理进行了深入剖析。其中，线性扫描伏安法（LSV）和循环伏安法（CV）作为基础研究工具，被详细解读。对于CV曲线中峰形、峰电位和峰电流的系统分析，提供了从实验数据中提取反应机制（如氧化还原可逆性、吸附/脱附过程）的实用方法。 2. 瞬态技术： 脉冲电流/电位阶跃技术（Chronoamperometry/Chronopotentiometry）被用来研究快速反应动力学和扩散控制过程。我们重点解释了桑特里亚反应（Sand's Equation）的应用。 3. 电化学阻抗谱（EIS）： EIS被视为探究界面过程和模拟电路的强大工具。本书不仅介绍了如何采集阻抗谱数据，更重要的是，详细讲解了如何运用等效电路模型（Equivalent Circuit Modeling, ECM）对数据进行拟合，从而精确分离出电阻、电容和常相电容（CPE）等不同物理过程的特征参数。 第三部分：电化学在能源转化中的应用 电化学技术是现代可持续能源系统的基石。本书将理论知识应用于几个关键的能源转化领域。 1. 电化学储能： 二次电池（可充电电池）： 对锂离子电池、钠离子电池和固态电池的电化学体系进行了深入分析。重点讨论了电极材料的嵌/脱嵌机制、电解质的离子电导率，以及界面副反应（如固体电解质界面, SEI）的形成和对电池寿命的影响。循环稳定性和倍率性能的电化学表征方法被详细介绍。 电容器与超级电容器： 区分了双电层电容器（EDLC）和赝电容（Pseudocapacitance）的工作原理，并分析了高比表面积碳材料和导电聚合物在提升能量密度中的作用。 2. 电化学能量转换： 燃料电池： 重点关注质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。详细分析了氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）的催化剂设计与性能优化，并探讨了电解质膜的离子传输机制。 电解水制氢： 深入研究了阴离子交换膜电解槽（AEM）和质子交换膜电解槽（PEMWE）中的水分解过程，包括析氢（HER）和析氧（OER）的催化剂活性、稳定性以及过电位的克服策略。 第四部分：电化学在材料合成与环境工程中的新兴应用 本书的最后部分拓展了电化学的应用边界，展示了其在精细化学品制造和环境治理方面的潜力。 1. 电化学有机合成： 本章阐述了如何利用电化学方法实现传统化学方法难以或无法完成的绿色氧化还原反应。我们讨论了电合成中关键的电极材料选择、介体（Mediator）的使用，以及如何通过控制电位或电流密度来实现对反应选择性的精准调控，从而避免使用剧毒或昂贵的化学氧化剂/还原剂。 2. 电化学环境修复： 详细介绍了电化学氧化还原技术在水处理中的应用，包括直接电氧化、通过电生成活性物种（如羟基自由基）的间接氧化过程。此外，电絮凝和电吸附技术也被纳入讨论，用以去除水体中的重金属离子和难降解有机污染物。 全书辅以大量的图表、实例计算和思考题，旨在培养读者将电化学理论应用于解决实际工程和科学问题的能力。本书是高等院校化学、材料科学、化学工程及相关专业本科生和研究生的理想教材与参考手册。

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