《電化學基礎教程》（第三版） 系統(tǒng)介紹了電化學的基本原理、方法及應用，注重物理化學與電化學的知識體系銜接，重視基本概念的闡述，內(nèi)容新穎、難易適中。全書分為四個部分，第一部分介紹電化學體系的組成以及導體和電解質(zhì)的性質(zhì)（第1～3章）；第二部分介紹電化學熱力學原理以及電極/溶液界面雙電層的結構和性質(zhì)（第4、5章）；第三部分介紹電極過程動力學基本原理及各種研究和測量方法（第6～9章）；第四部分介紹化學電源、電鍍、電解、腐蝕防護、電合成、電催化等領域一些實際電極過程的基本原理（第10章）。本書配套有15個教學視頻、10個圖文擴展閱讀素材和部分習題解答，可通過掃描書中二維碼閱讀。
本書主要供高等院校能源化學工程、儲能科學與技術、新能源材料與器件、化學工程與工藝、應用化學、物理化學及相關專業(yè)作為電化學原理或電化學基礎課程的教材使用，也可供化學電源、表面處理、工業(yè)電解、腐蝕防護、電分析化學、材料電化學等領域的教學、科研、技術人員參考。
高鵬 工學博士，哈爾濱工業(yè)大學（威海）海洋學院應用化學系副教授，碩士研究生導師。在教學與人才培養(yǎng)方面，指導學生獲哈工大優(yōu)秀碩士學位論文、山東省優(yōu)秀學士學位論文、全國化工設計大賽二等獎、全國節(jié)能減排大賽三等獎、中國大學生動力電池創(chuàng)新競賽全國銅獎、山東省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銅獎等獎項。主編的專業(yè)課教材《電化學基礎教程》（二版）被評為2020年中國石油和化學工業(yè)優(yōu)秀教材一等獎，被全國40余所院校選用為教材，在國內(nèi)產(chǎn)生較大影響。主持航天科學技術基金等科研項目6項，參與國家重點研發(fā)計劃變革性技術重點專項等科研項目5項。
第1章 緒論 1
1.1 電化學簡介 1
1.2 電化學的歷史 2
1.3 電化學研究領域的發(fā)展 4
1.4 本書結構與學習方法 6
復習題 7
第2章 導體和電化學體系 8
2.1 電學基礎知識 8
2.1.1 電場與電勢 8
2.1.2 導體及其在電場中的性質(zhì) 9
2.2 兩類導體的導電機理 10
2.2.1 電子導體的導電機理 10
2.2.2 離子導體的導電機理 12
2.3 電化學體系 12
2.3.1 兩類電化學裝置 12
2.3.2 從電子導電到離子導電的轉(zhuǎn)換 14
2.4 法拉第定律 14
2.5 實際電化學裝置的設計 16
2.5.1 實際電化學裝置的組成 16
2.5.2 實際電化學裝置設計示例 17
復習題 18
第3章 液態(tài)電解質(zhì)與固態(tài)電解質(zhì) 20
3.1 電解質(zhì)溶液與離子水化 20
3.1.1 溶液中電解質(zhì)的分類 20
3.1.2 水的結構與水化焓 21
3.1.3 離子的水化膜 22
3.1.4 固/液界面的水化膜 24
3.2 電解質(zhì)溶液的活度 24
3.2.1 活度的概念 24
3.2.2 離子的平均活度 25
3.2.3 離子強度定律 26
3.3 電解質(zhì)溶液的電遷移 27
3.3.1 電解質(zhì)溶液的電導率 27
3.3.2 離子的淌度 29
3.3.3 離子遷移數(shù) 31
3.3.4 水溶液中質(zhì)子的導電機制 32
3.4 電解質(zhì)溶液的擴散 34
3.4.1 Fick第一定律 34
3.4.2 Fick第二定律 35
3.4.3 擴散系數(shù) 36
3.5 電解質(zhì)溶液的離子氛理論 38
3.5.1 離子氛的概念 38
3.5.2 松弛效應與電泳效應 39
3.5.3 昂薩格極限公式 39
3.5.4 交流電場和強電場對電解質(zhì)電導的影響 40
3.6 無機固體電解質(zhì) 40
3.6.1 無機固體電解質(zhì)離子導電機理 41
3.6.2 固態(tài)鋰電池中的無機固體電解質(zhì) 42
3.7 聚合物電解質(zhì) 43
3.7.1 固態(tài)鋰電池中的聚合物電解質(zhì) 43
3.7.2 全氟磺酸聚合物膜 44
3.8 熔鹽電解質(zhì) 44
3.8.1 熔融電解質(zhì) 44
3.8.2 室溫離子液體 45
復習題 46
第4章 電化學熱力學 48
4.1 相間電勢與可逆電池 48
4.1.1 內(nèi)電勢與外電勢 48
4.1.2 界面電勢差 50
4.1.3 電化學勢與費米能級 51
4.1.4 可逆電池 51
4.2 電極電勢 53
4.2.1 氫標電極電勢與 Nernst方程 53
4.2.2 氫標電極電勢在計算中的應用 55
4.2.3 可逆電極 56
4.3 液體接界電勢 57
4.4 離子選擇性電極 58
4.4.1 膜電勢 59
4.4.2 玻璃電極 60
4.4.3 其他類型的離子選擇性電極 61
復習題 62
第5章 雙電層 64
5.1 雙電層簡介 64
5.1.1 雙電層的形成 64
5.1.2 離子雙層的形成條件 65
5.1.3 理想極化電極與理想不極化電極 66
5.2 雙電層結構的研究方法 67
5.2.1 電毛細曲線 67
5.2.2 微分電容曲線 69
5.2.3 零電荷電勢 71
5.2.4 離子表面剩余量 72
5.3 雙電層結構模型的發(fā)展 73
5.3.1 Helmholtz模型與Gouy-Chapman模型 73
5.3.2 Gouy-Chapman-Stern模型 74
5.3.3 Grahame模型與特性吸附 80
5.3.4 Bockris模型與溶劑層的影響 83
5.4 有機活性物質(zhì)在電極表面的吸附 85
5.4.1 有機物的可逆吸附 85
5.4.2 有機物的不可逆吸附 88
復習題 88
第6章 電化學動力學概論 90
6.1 電極的極化 90
6.1.1 極化與過電勢 90
6.1.2 極化曲線與三電極體系 91
6.1.3 穩(wěn)態(tài)極化曲線的測量 93
6.1.4 電化學工作站 94
6.2 不可逆電化學裝置 95
6.3 電極過程與電極反應 97
6.3.1 電極過程歷程分析 97
6.3.2 電極反應的特點與種類 99
6.4 電極過程的速率控制步驟 99
6.4.1 速率控制步驟 99
6.4.2 常見極化類型 101
6.4.3 電極過程的特征及研究方法 102
復習題 103
第7章 電化學極化 105
7.1 電化學動力學理論基礎 105
7.1.1 化學動力學回顧 105
7.1.2 電子轉(zhuǎn)移的動態(tài)平衡與極化本質(zhì) 108
7.1.3 電子轉(zhuǎn)移動力學理論發(fā)展簡介 109
7.2 電極動力學的Butler-Volmer模型 110
7.2.1 單電子反應的Butler-Volmer公式 111
7.2.2 傳遞系數(shù) 114
7.2.3 標準速率常數(shù) 115
7.2.4 交換電流密度 115
7.3 單電子反應的電化學極化 117
7.3.1 電化學極化下的Butler-Volmer公式 117
7.3.2 Tafel公式 118
7.3.3 線性極化公式 119
7.4 多電子反應的電極動力學 121
7.4.1 多電子反應的Butler-Volmer公式 121
7.4.2 多電子反應的電化學極化 123
7.4.3 多電子反應中控制步驟的計算數(shù) 124
7.5 電極反應機理的研究 125
7.5.1 利用電化學極化曲線測量動力學參數(shù) 125
7.5.2 電極反應的級數(shù) 126
7.5.3 平衡態(tài)近似與電極反應歷程分析 127
7.6 分散層對電極反應速率的影響———ψ1 效應 129
7.6.1 分散層電勢差對電極動力學的影響 129
7.6.2 考慮了ψ1 電勢的動力學公式 130
7.6.3 過硫酸根離子還原極化曲線分析 130
7.7 平衡電勢與穩(wěn)定電勢 132
7.7.1 穩(wěn)定電勢 132
7.7.2 如何建立平衡電勢 133
復習題 134
第8章 濃度極化 137
8.1 液相傳質(zhì) 137
8.1.1 液相傳質(zhì)方式 137
8.1.2 液相傳質(zhì)流量 139
8.1.3 支持電解質(zhì) 139
8.2 擴散與擴散層 140
8.2.1 穩(wěn)態(tài)擴散與非穩(wěn)態(tài)擴散 140
8.2.2 擴散層 141
8.3 穩(wěn)態(tài)擴散傳質(zhì)規(guī)律 142
8.3.1 理想穩(wěn)態(tài)擴散 142
8.3.2 穩(wěn)態(tài)對流擴散 144
8.4 可逆電極反應的穩(wěn)態(tài)濃度極化 148
8.4.1 產(chǎn)物不溶 148
8.4.2 產(chǎn)物可溶，且產(chǎn)物初始濃度為零 150
8.4.3 產(chǎn)物可溶，且產(chǎn)物初始濃度不為零 151
8.5 電化學極化與濃度極化共存時的穩(wěn)態(tài)動力學規(guī)律 153
8.5.1 混合控制的穩(wěn)態(tài)動力學公式 153
8.5.2 電化學極化和濃度極化特點比較 156
8.6 流體動力學方法簡介 158
8.6.1 旋轉(zhuǎn)圓盤電極 158
8.6.2 旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極 161
8.7 電遷移對擴散層中液相傳質(zhì)的影響 162
8.8 表面轉(zhuǎn)化步驟對電極過程的影響 164
8.8.1 表面轉(zhuǎn)化步驟控制時的動力學公式 165
8.8.2 均相表面轉(zhuǎn)化與液相傳質(zhì)共同控制時的動力學公式 166
復習題 168
第9章 基本暫態(tài)測量方法與極譜法 170
9.1 電勢階躍法 171
9.1.1 平面電極的大幅度電勢階躍 172
9.1.2 時間常數(shù) 175
9.1.3 微觀面積與表觀面積 178
9.1.4 球形電極的大幅度電勢階躍 179
9.1.5 微電極 181
9.1.6 準可逆和不可逆電極反應的電勢階躍 183
9.2 電流階躍法 185
9.2.1 電流階躍下的粒子濃度分布函數(shù) 186
9.2.2 可逆電極反應的電勢-時間曲線 189
9.2.3 不可逆電極反應的電勢-時間曲線 190
9.2.4 電極反應動力學參數(shù)測量方法小結 191
9.3 循環(huán)伏安法 192
9.3.1 掃描過程中的濃度分布曲線變化 193
9.3.2 可逆體系的循環(huán)伏安曲線 194
9.3.3 準可逆和不可逆體系的循環(huán)伏安曲線 196
9.3.4 吸脫附體系的循環(huán)伏安曲線 197
9.3.5 雙層電容與溶液電阻對CV曲線的影響 198
9.4 電化學阻抗譜 198
9.4.1 電工學基礎知識 199
9.4.2 阻抗復平面圖 200
9.4.3 電化學體系的等效電路與阻抗譜 202
9.4.4 阻抗譜的半圓旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象與常相位元件 204
9.4.5 阻抗譜的數(shù)據(jù)處理與解析 205
9.5 滴汞電極與極譜法 207
9.5.1 滴汞電極 207
9.5.2 擴散極譜電流 208
9.5.3 極譜波 210
復習題 212
第10章 實際電極過程 214
10.1 電催化概述 215
10.2 氫電極過程 217
10.2.1 氫在電極上的吸附 217
10.2.2 氫的陰極還原 219
10.2.3 氫的陽極氧化 222
10.3 氧電極過程 224
10.3.1 氧的陰極還原機理 225
10.3.2 氧在電極上的吸附 226
10.3.3 氧陰極還原的電催化劑 227
10.3.4 氧的陽極氧化機理 229
10.4 金屬陰極過程 229
10.4.1 金屬陰極過程基本特點 230
10.4.2 簡單金屬離子的陰極還原 231
10.4.3 金屬配離子的陰極還原 232
10.4.4 電結晶 233
10.4.5 電解法制備金屬粉末 235
10.4.6 電鑄 236
10.5 金屬陽極過程 236
10.5.1 正常的金屬陽極溶解過程 237
10.5.2 金屬的鈍化 237
10.5.3 金屬的自溶解 239
10.5.4 金屬腐蝕與防護 242
10.5.5 金屬電解加工與拋光 245
10.5.6 電池中鋅電極的陽極過程 245
10.5.7 鋁合金的陽極氧化 247
10.6 電合成電極過程 248
10.6.1 電解合成二氧化錳 249
10.6.2 電解合成己二腈 250
10.7 CO2 的電化學還原過程 252
10.7.1 CO2 電催化還原機理 252
10.7.2 CO2 電催化還原的主要影響因素 254
10.7.3 非水溶液體系中的CO2 電催化還原 256
10.8 嵌入型電極過程 256
10.8.1 嵌入型電極的結構特征 256
10.8.2 嵌入型電極的動力學特征 258
10.8.3 嵌入型電極的電化學機理模型 258
復習題 260
附錄 標準電極電勢表（29815K，101325kPa） 262
部分習題解答 264
參考文獻 265
電化學名詞術語中英文對照表 266
符號表 271
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