电化学进展综述.共48页文档
电化学学科发展趋势
电化学学科进展趋势当代电化学进展有三个特点：(1)争论的具体体系大为扩展，从局限于汞、固体金属和碳电极，扩大到很多材料〔例如氧化物、有机聚合物导体、半导体、固相嵌入型材料、酶、膜、生膜等等〕，并以各种分子、离子、基团对电极外表进展修饰，对其内部进展嵌入或掺杂；从水溶液介质，扩大到非水介质〔有机溶剂、熔盐、固体电解质等〕；从常温常压扩大到高温高压及超临界状态等极端条件。
(2)处理方法和理论模型开头深入到分子水平。
(3)试验技术快速提高创。
以电信号为鼓励和检测手段的传统电化学争论方法持续朝提高检测灵敏度，适应各种极端条件及各种的数学处理的方向进展。
与此同时，多种分子水平争论电化学体系的原位谱学电化学技术，在突破电极—溶液界面的特别困难之后，快速地创立和进展。
非原位外表物理技术正得以充分的应用，并朝着力求照实地表征电化学体系的方向进展。
计算机数字模拟技术和微机实时掌握技术在电化学中的应用也正在快速、广泛地开展。
〔一〕界面电化学70 年月以前的电化学主要是宏观的、唯象的。
自70 年月以来，电化学正逐步深入到电化学界面分子行为的争论。
界面电化学，即电化学界面微观构造，电化学界面吸附，电化学界面动力学和理论界面电化学，构成了电化学的根底。
1.电化学界面微观构造电化学界面区存在双电层。
已提出的双电层模型根本上是唯象的。
其中格来亨〔D.C.Grahame〕修正的 GCGS〔古依—查普曼—格来亨—史特仑，Gouy—Chapman－Grahame－Stern〕模型，即双电层由严密层和分散层构成，是现代双电层理论的根底。
60 年月以来双电层争论中重视了界面区溶剂分子层的争论，较有代表性的有 BDM〔北克瑞斯—德文震—缪勒，Bockris－Devanathan－Müller〕模型。
迄今为止，争论得比较具体的电化学界面，首先是金属—电解质溶液界面，其次是半导体—电解质溶液界面。
反映界面构造的电化学参数的试验数据根本上来自传统的电化学争论技术，缺乏界面构造分子水平的信息。
电化学分析综述
如有不足之处，敬请指正~
石墨烯的构造同样可以改变其自身的电化学表现，有迹象表明： 不同的棱面结构可能会导致不同的电化学性质。除了打开石墨烯的 棱面可以控制棱面的折叠，利用单环、双环或多换也可以。
Ambrosi和他的实验伙伴发现，石墨烯打开边缘位置的ET比率 相比于铁氰化物折叠棱面的ET比率是有显著提升的。
3.3 碳 纳 米 管 （CNTs）
石墨烯是2D纳米材料，其中包含了 单种或多种的以sp2杂化的碳原子， 这些碳原子以共价键的形式形成了蜂 巢晶格结构。这种蜂巢网状结构是其 余同素异形体的基础结构，也就是说 它互相覆盖就会形成0D的富勒烯， 卷曲可以形成1D的碳纳米管，相互 堆积可以形成3D的石墨。
石墨烯因为其一些良好的性质和性能而被 广泛研究，这些性质包括它有非常大的表 面积（72000m2*g-1）,这个比石墨和碳纳 米管都要优秀。同样，在导电性方面它的 性能大概是单层纳米管的60倍左右。巨大 的表面积就会使其拥有强大的吸附能力。 蛋白质可以轻易的被吸附在石墨烯表面上 的ET比率也会在蛋白质的活动中心和电极 上得到促进。
一种比较低的峰到峰的分离电势 (Ep)是以一些氧化还原性物质为特 征的。例如，垂直方向上的像刀 刃一样的石墨烯纳米片薄膜，它 是由一种新型的微波等离子体所 增大的CVD表现出的低电势值就非 常接近理想状态下的59mv电压值。
除去了基面的单层石墨烯棱面的电化学活性经常被用作基于纳米孔而形成 的紧实的石墨烯和Al2O3介电层。如此一个拥有5nm纳米孔的石墨烯棱面却 展示出了令人惊讶的高电流密度，12×104A*cm-1,这比报道过的碳纳米管 的电流密度高三个数量级，而且比石墨烯表面的电流密度高出更多。
3.McCreey在2008年提出了一个很好的概述，关于电化学以及电化学应 用的一些优势电极材料。这些材料包括微小结构的碳薄膜，掺杂硼的金 刚石膜，碳纤维等。
第三讲电化学的发展
电化学分析法特点
电化学分析法具有以下特点。 ①灵敏度较高。最低分析检出限可达10-12mol/L。 ②准确度高。如库仑分析法和电解分析法的准确度很高，前者特别适
用于微量成分的测定，后者适用于高含量成分的测定。 ③测量范围宽。电位分析法及微库仑分析法等可用于微量组分的测
第三讲电化学的发展
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电化学分析(electrochemical analysis)
电化学是物理化学的一个重要组成部分，它不仅与无机化学、有机化学、 分析化学和化学工程等学科相关，还渗透到环境科学、能源科学、生物学和金 属工业等领域。
电化学主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。 电化学所研究的内容有：电解质溶液理论、电化学热力学、电化学动力学和电 化学的应用。
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电化学的基本原理
电化学分析法的基础是在电化学池中所发生的电化学反应。电化学 池由电解质溶液和浸入其中的两个电极组成，两电极用外电路接通。在两 个电极上发生氧化还原反应，电子通过连接两电极的外电路从一个电极 流到另一个电极。
根据溶液的电化学性质（如电极电位、电流、电导、电量等）与被测 物质的化学或物理性质（ 如电解质溶液的化学组成 、浓度、氧化态与还原 态的比率等）之间的关系，将被测定物质的浓度转化为一种电学参量加以测 量。
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电化学的发展
19世纪，出现了电导滴定法，玻璃电极测pH值和高频滴定法。 在电化学研究过程中，法拉第发明了最早的量电计（1902年后改称库仑
计），即在电路中串联一个电解水的电解槽，根据电解过程中释放出的氢气 或氧气的体积来衡量流过的电流量。 1922年，极谱法问世，标志着电分析方法的发展进入了新的阶段。
电化学储能技术的研发进展
电化学储能技术的研发进展随着社会经济的不断发展和现代科技的持续创新，新能源的研究和应用已成为全球科技研究的热点。
电化学储能技术因其可再生、环保等特点，成为了各国发展新能源的一大方向。
在这个领域中，电化学储能技术已成为最为成熟的技术之一，大大提高了新能源的使用效率和可靠性。
电化学储能技术包括了锂离子电池、钠离子电池、超级电容器等多种类型，其中锂离子电池是应用最为广泛的一种电化学储能技术。
随着电机车、手机、电动工具、家用电器等锂电产品的普及，市场对高性能、高安全性、高能量密度的锂离子电池的需求不断增长。
在锂离子电池的研究中，阳极材料和阴极材料的研究是关键。
阳极材料在电解液中嵌入锂离子或钠离子形成金属或半金属化合物，实现从电解液中吸附离子，实现负极反应；阴极材料则在充放电过程中嵌入或释放锂离子或钠离子，实现正极反应。
在工业应用中，高能量密度和长寿命是材料设计的重点。
近年来，石墨烯材料、硅基材料和硫基材料等新型材料被广泛运用于锂离子电池的制造中。
硅基材料和硫基材料因其高能量密度而广受科研机构和公司的青睐。
其中硅基材料具有高比能量和高单位面积容量等优势，但硅材料往往容易出现体积膨胀，导致电池反复充放电性能逐渐恶化。
而硫基材料则具有高离子传导率、丰富的资源、低成本等优点，但是硫材料的过电位较大，易与阳极材料反应，导致电池的寿命降低。
为了解决粘结剂、导电剂对电池性能的影响，目前的研究主要集中于在电极材料中添加二维纳米材料，从而实现电极材料性能的完全发挥。
石墨烯材料因其高比表面积、高导电性与导电性低损失等特点，成为电化学储能领域的新宠儿。
中国船舶重工集团公司开发出的国内首款石墨烯锂离子电池，能量密度较传统锂离子电池提升40%。
另外，钠离子电池的研究也逐渐受到关注。
钠离子电池比锂离子电池更加环保，因为钠在地球上的资源更加丰富，价格更加便宜。
并且，钠离子电池的电化学特性也与锂离子电池相似，是一种有前途的电池技术。
总体来说，电化学储能技术的研究正在不断深入。
电分析化学在生命科学中的应用及研究进展文献综述
电分析化学在生命科学中的应用及研究进展摘要本文综述了各种电化学分析方法及其相关技术在生命科学中的应用及研究进展，并对未来的发展方向进行了预测。
关键词电分析化学生命科学应用进展Application and Research Advances in Electroanalytical Chemistry for Life Science ABSTRACT In this paper,the application and advances of electroanalyticalchemistry for life science are reviewed.The future development directions are forecasted.KEYWORDS electroanalytical chemistry life science application advances一．前言近年来，电分析化学在方法，技术和应用方面得到了长足发展，并呈蓬勃向上的趋势。
在方法上，追求超高灵敏度和超高选择性的倾向导致由宏观向介观到微观尺度迈进，出现了不少新型的电极体系；在技术上，随着表面科学，纳米技术和物理谱学等的兴起，利用交叉学科方法将声，光，电，磁等功能有机地结合到电化学界面，从而达到实时，现场和活体监测的目的以及分子和原子水平；在应用上，侧重生命科学领域中的有关问题的研究，并且在电子学，计算机科学，微加工技术，微流控技术，材料科学等学科的相互渗透和促进之下，其取得了令人瞩目的进展，特别是在分子生物学等前沿领域的应用研究中孕育着许多重大突破，并由此将电分析化学引入一个崭新的境界（1）。
在生命科学所涉及的分子生物学、细胞生物学、免疫学、生物医学工程、临床医学、药物学、环境监测与控制等领域的研究中,各种电化学分析方法及其相关技术显示出其优越之处。
电化学分析方法具有较高的灵敏度和选择性,其仪器易于微型化和自动化,造价低,不需要特殊的辅助设备和额外的维持费用,特别适合于在位富集和测定;而且电极可以遥控,可以加工成不同的形状和尺寸来满足不同的要求,还可以用众多的(生物)化学试剂进行修饰以提高电极的选择性和灵敏度,适应在复杂基质中的分析要求。
电化学的发展及应用
电化学的发展及应用∙∙字号：大中小∙显示汉语拼音∙打印电化学的发展从伏特的第一个化学电池开始已经经历过两个多世纪的发展。
现在的电化学已经成为国民经济与工业中不可缺少的一部分，应用于各个不同的领域，例如；电解、电镀、光电化学、电催化、金属腐蚀等。
同时电化学在生物、汽车工业、分析等这些新兴科学范畴也占有着举足轻重的作用。
1 电化学的发展早期电化学发展的四大事件：(1)1780年伽伐尼在青蛙解剖实验中发现当青蛙的四条腿猛烈痉挛时，会引起起电机的发出火花，由这个意外的发现伽伐尼在1791年发表了生物学与电化学之间存在联系的现象。
(2)1833年天才实验家法拉第在经过大量实验之后提出了“电解定律”：m=QM／nF。
“电解定律”作为电化学的基础为电化学的发展指明了方向。
(3)1839年格罗夫发明燃料电池，利用铂黑作为电极的氢氧燃料电池点燃了演讲厅的照明灯，从此燃料电池进入了历史的舞台。
燃料电池发展到现在已经有了实质性的飞跃。
(4)1905年塔菲尔通过实验获得了塔菲尔经验公式：n=a+blgi；i=Aexp(B η／RT)，其中a，b称为塔菲尔常数，由电解槽性质决定。
电化学发展史上的其他重要事件：(1)1799年伏打在银和锌的圆板之间放入了被食盐水浸湿的抹布，发明出了最早的电池。
(2)1876-1878两年年吉布斯发表了《论非均相物体的平衡》第一和第二部分。
此篇论文在化学的发展过程中有着无可替代的地位，在论文中电动势第一次被赋予了热力学定义。
(3)1889年25岁的能斯特成为了第一个对电池产生电动势作出合理解释的人，由能斯特提出的能斯特方程是原电势的基本方程。
能斯特表示一定温度下可逆电池的电动势与参加电池反应各组分的活度之间的关系，反映了各组分活动对电动势的影响。
(4)1923年德拜和休克尔提出了强电解质离子相互吸引理论，并在此基础上提出了德拜一休克尔极限公式，使电化学的理论计算体系与实验数据处理方面进一步完善。
电化学综述
电化学综述化学电源的综述摘要：本文综述了化学电源的特点、分类，总结电源发展热点，展望了化学电源应用的美好前景。
关键词：化学电源；分类及特点；绿色化学电源随着信息技术的发展，通讯技术产品开发的日新月异，高能化学电源成为电子产品的原动力。
电子技术、移动通讯事业的进步推动了电池产业和技术的高速发展，金属氢化物镍电池、锂电池等新型蓄电池系列不断商品化。
电动车的发展促进了锌空气、锌镍、燃料等系列取得突破性进展【1】。
随着科学技术的不断进步，新的电池系列越来越多。
因而，化学电源是一门古老而又年轻的科学【2】。
1.化学电源的特点1.1能量转换效率高如果把化学电源与当今人类普遍利用获取电能的手段——火力发电相比较，其功率和规模确实远不及后者；然而就其能量转换效率而言，远远高于火力发电。
从理论上讲可以达到100%。
因为火力发电属于间接发电，能量转换环节多，受热机卡诺循环的限制，效率很低，约有60～70%的热量白白浪费。
而化学电源是直接发电装置，以燃料电池为例，实际效率在60%以上，在考虑能量综合利用时其实际效率高于80%。
1.2污染相对较少化学电源与通过直接燃烧石油、天然气、煤气获取能量方式相比，产生的环境污染少，这是它的又一特点。
我们知道，随着工业生产的发展，能源的不合理使用，已经并且正在继续不断地加重着环境污染。
石油、煤炭、天然气燃烧时会排出大量的SO2和气溶胶微粒。
面对着严重大气污染，人类发出“保护大气就是爱惜生命”的呼吁。
为此世界各国正在积极研制电动汽车，以达到环保要求，现已有部分样车在运行。
1.3便于使用化学电源的特点还在于具有可携带性、使用方便。
可以做成适合不同工作需要的多种性能的装置，从而为一些用于特殊目的的设备提供电能，这是其它供电方式无法比拟的。
2.电池发展基础2.1电池随社会的需求而出现，随着科技的进步而发展电池虽然经历了两个世纪，然而在20世纪前几十年，电池理论和技术还处于停滞时期，直到上世纪50年代，家庭电器化特别是半导体收音机的出现才带动了干电池的发展。
电化学储能技术的研究进展与展望
电化学储能技术的研究进展与展望随着能源消耗的不断增加和环境污染的加剧，探索新的清洁能源储存方式变得越来越迫切。
电化学储能技术因其高效、环保、低成本的特点，成为当前研究热点。
本文将探讨电化学储能技术的研究进展与展望。
一、电化学储能技术概述众所周知，能源消耗是保持社会经济稳定和发展的基础之一。
但是，传统的化石能源消耗不仅会释放大量的温室气体造成环境污染，而且外部原料供应的短缺和价格波动也对能源的安全性和可持续性产生了极大的影响。
鉴于此，人们开始研究并探索新型的清洁能源储存方式，其中电化学储能技术成为最受关注的方向。
电化学储能技术是指将能量转化为化学热能，并将其储存在电荷分离材料中。
通过外部电流的作用，储存的化学热能被再次转化为电能释放出来，实现能量的转化和储存。
不同的电化学储能技术有不同的特点和适用范围，下面将讨论其中几种技术。
二、电化学储能技术的分类及研究进展1. 铅酸电池铅酸电池是一种成熟的电化学储能技术，被广泛应用于汽车和UPS电源等领域。
其优点在于功率密度较高，且成本低廉。
然而，它的寿命短，维护成本高，因此在市电电池等需求使用寿命较长的场合不适用。
近年来，人们对铅酸电池进行了改良，开发出具有较好性能的AGM铅酸电池和电池组。
2. 锂离子电池锂离子电池由于高能量密度，长寿命，安全性好等优点被广泛应用于行业和消费领域。
其电子移动过程由锂离子的扩散来完成。
锂离子电池的性能与其内部结构和材料相关。
随着对锂离子电池材料和结构的深入研究，锂离子电池的性能逐渐优化和提升，且应用范围不断扩大。
但是，其成本较高，使用涉及到部分稀缺金属，回收和再利用将面临较大的挑战。
3. 钠离子电池钠离子电池是一种新型的电化学储能技术，其电子移动过程由钠离子的扩散来完成。
相较于锂离子电池，钠离子电池使用更加环保，因其所需要的钠更加丰富且廉价。
但就目前而言，其走向市场仍有一定难度。
4. 燃料电池燃料电池将化学能转化为电能的过程中，不仅无污染源，还具有高效、低噪声和低排放等特点。
电化学分析法的研究进展
利用丹皮酚在超微电极上的电化学行为, 监控丹皮酚 软膏质量,以无水乙腈0.01 mo l/LNaOH 水溶液为提 取液, 超声提取丹皮酚软膏中的丹皮酚，使用超微电 极、快速方波伏安扫描( SWV)技术进行电化学检测。 可获得丹皮酚的重现性良好的氧化峰，该峰电流与 丹皮酚的浓度在1.0 ×10-3 ~ 5.1 ×10-7 mol/L范围内 呈良好的线性关系。
高效离子交换色谱-电化学检测
高效离子交换色谱-电化学检测是近年来分析糖类化 合物的热门方法。它是根据糖类化合物分子具有的 电化学活泼性及在强碱性溶液中呈离子化状态的特 性进行分离检测，离子色谱常用的电化学检测器有 电导和安培两种。
潘广文等离子色谱分离-电化学检测方法对6-磷酸甘 露糖和磷酸根的检测。样品经溶解、过滤后进行色 谱分析，以Ion-Pac AG18 离子交换柱为保护柱，在 Ion-Pac AS18 离子交换色谱柱上分离，在碱性条件 下，6-磷酸甘露糖在安培检测器上被选择性检出; 经 ASRS 型抑制器抑制背景电导后，6-磷酸甘露糖和 磷酸根同时被电导检测器检出，二者分离度良好。 该方法灵敏度高，无杂质干扰，前处理简便，可用 于原料药合成中间体的检测，结果令人满意。
电位分析法是在电路的电流接近于零的条件下通过 测理电极电位来确定离子的活度（浓度）的电分析 化学方法。电位分析法可以分为两类，直接电位法 和电位滴定法。
Kormosh等用高效特异的电位分析法对双氯酚酸进 行测定，该方法所选用的膜电极是基于双氯酚酸和 染料番红素T的结合。此方法可用于药物中的双氯 酚酸进行测定。 Mostafa等以S-苄基硫脲-聚氯乙烯膜传感器对氯化 十六烷基吡啶经行电位分析法的测定，并测定了洗 口药溶液中的氯化十六烷基吡啶。
研究现状与热点
电化学进展综述
真 简单！
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六. 各类燃料电池的优劣
1．碱型（AFC）燃料电池常以浓氢氧化钾溶液为电解质溶液，以多孔石墨, 贵 金属或多孔镍为电极材料，常用的燃料是氢。优点是燃料的电化学活性高，即 使在较低温度下也可得到较大的功率输出，缺点是电解液易于碳酸盐化。
电镀器件
电镀的24K金戒指
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电镀在工艺品方面的应用
熠熠生辉的工艺品
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使
最现
用
古在
方
老一
便
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铅在
锌
酸使
锰
蓄用
干
电的
电
池也
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金属的腐蚀与防护
很多地方都存在金属的腐蚀，例如锅炉壁和锅炉管 道受锅炉用水的腐蚀；船体和码头台架遭受海水腐 蚀；各种金属制品乃至桥梁钢架在潮湿空气中的腐 蚀；石油钻井机钻头工作时受油气泥浆等的腐蚀以 及地下管道在土壤中的腐蚀等等。金属腐蚀所造成 的经济损失竟会占到当年国民生产总值的 4%!这可 是个惊人的数字。美国1975年用于防腐的费用竟达 到700亿美元。所以研究金属的腐蚀与防护意义重大。
地工作，燃料电池实际上是将化学能转变为电能的一种特殊装置。
氢氧燃料电池电极反应为： 在酸性溶液中 负极： H2＋2H2O—2e→2H3O+ ，正极：1/2O2十2H3O+ 十2 e→3H2O 在碱性溶液中 负极： H2＋2OH-一2e →2H2O， 正极： 1/2O2＋H2O＋2 e→2O H总反应： H2＋1/2O2→2H2O