电化学工程
电化学不同物质电势
电化学不同物质电势
电化学是研究化学反应与电能转化的学科，其中电势是一个重
要的概念。
不同物质的电势可以反映出它们在电化学反应中的活性
和稳定性。
本文将探讨一些不同物质的电势及其在电化学中的应用。
首先，让我们来看看金属的电势。
金属通常具有较低的电势，
因此它们容易失去电子形成阳离子。
这使得金属成为良好的电子给体，在电化学中常用于电化学反应中的阴极。
另一方面，非金属通
常具有较高的电势，它们更倾向于接受电子形成阴离子，因此在电
化学反应中常用于阳极。
此外，溶液中的离子也具有不同的电势。
在标准状态下，氢离
子的电势被定义为0V，其他离子的电势则相对于氢离子进行比较。
根据标准电极电势表，我们可以得知不同离子的电势大小，从而推
断它们在电化学反应中的活性和稳定性。
除了金属和离子外，还有许多其他物质具有特定的电势。
例如，氧气和氢气在标准状态下分别具有较高和较低的电势，这使得它们
成为许多电化学反应中的重要参与者。
在电化学工程和实际应用中，对不同物质电势的了解至关重要。
通过测定不同物质的电势，我们可以预测和控制电化学反应的进行，从而实现电能转化和储存。
此外，电势还可以用于评价材料的腐蚀
性能、电化学传感器和催化剂的设计等领域。
总之，电化学不同物质的电势反映了它们在电化学反应中的活
性和稳定性，对于电化学研究和应用具有重要意义。
通过深入研究
不同物质的电势，我们可以更好地理解和利用电化学现象，推动电
化学领域的发展和应用。
“新工科”背景下电化学工程专业转型改革研究
“新工科”背景下电化学工程专业转型改革研究作者：利明来源：《教育教学论坛》2020年第24期[摘要] 针对电化学工程专业在转型前的方向确定，转型中的交叉学科课程的设置不合理以及实践课程少的问题，通过课程设置的优化培养方案，构建多科性、综合性的知识体系，同时培养学生的实践创新创业能力，建立起能够培养“新工科”人才的新型专业培养模式。
[关键词] 专业转型改革;新工科;学科交叉当前，我国经济发展进入结构调整、转型升级的攻坚期，新技术、新产品、新业态和新模式蓬勃兴起，而工程教育与产业发展紧密联系、互相支持[1]。
为提前进行人才布局，主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略。
2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”。
培养新经济急需紧缺人才，培养引领未来技术和产业发展的人才，培养具有创新创业意识、数字化思维和跨界整合能力的“新工科”人才，已经成为全社会的共识。
一、化工专业在“新工科”建设背景下面临的挑战在“新工科”建设行动路线，即“天大行动”中的第二点指出，高校要根据产业需求建专业，构建工科专业新结构。
除了大力发展新产业相关的新兴工科专业，也需要更新传统学科专业的转型升级、向价值链中高端发展，推动现有工科交叉融合、应用理科向工科延伸，孕育形成新兴交叉学科专业。
结合“新工科”对传统工科专业升级发展的要求及目前化工行业面临的问题，如何对传统化工专业进行转型升级，向价值链中高端发展，培养具有家国情怀、创新创业、批判性思维、全球视野、沟通与协商、工程领导力以及数字化能力，面向2030的工程师是目前化学工业教育需要思考和解决的问题。
我校化工新工科建设的方向问题。
我校化学与生物工程学院的化学工程与工艺专业已经发展为包含石油化工、精细化工和电化学工程在内的具有三个方向的大专业。
在不丢弃传统化工方向的前提下，对现有的方向进行调整和转型升级是要实现的目标。
纯镍过电流计算公式
纯镍过电流计算公式在电化学工程中，纯镍是一种常用的材料，常用于电池、电解池等领域。
在这些应用中，纯镍通常会受到过电流的影响，因此需要对纯镍过电流进行计算。
本文将介绍纯镍过电流的计算公式及其应用。
首先，让我们来了解一下什么是过电流。
过电流是指在电化学反应中，电流密度超过了电极表面的承受能力，导致电极表面发生非可逆性的电化学反应。
过电流的产生可能会导致电极表面的腐蚀、氢气析出等问题，因此需要对过电流进行计算和控制。
纯镍过电流的计算公式如下：i = nFAD^0.5C^0.5。
其中，i为过电流密度，单位为A/cm^2；n为电子转移数；F为法拉第常数，约为96485C/mol；A为电极表面积，单位为cm^2；D为扩散系数，单位为cm^2/s；C为溶液中的物质浓度，单位为mol/cm^3。
通过这个公式，我们可以计算出纯镍在不同条件下的过电流密度。
在实际应用中，我们可以根据具体的实验条件和电化学反应的特性，来确定n、D和C的数值，然后通过这个公式来计算出过电流密度。
纯镍过电流计算公式的应用非常广泛。
例如，在电池领域，我们可以通过这个公式来计算出纯镍电极的过电流密度，从而评估电池的性能和寿命。
在电解池领域，我们也可以利用这个公式来计算出纯镍电极的过电流密度，从而优化电解过程的条件。
除了纯镍，这个公式也可以应用于其他材料的过电流计算。
只需要根据具体材料的电化学特性，来确定n、D和C的数值，然后就可以利用这个公式来计算过电流密度。
需要注意的是，纯镍过电流计算公式虽然可以帮助我们理解和预测过电流的影响，但在实际应用中还需要考虑其他因素。
例如，电极表面的形貌、溶液的流动状态等因素都会影响过电流的产生。
因此，在实际应用中，我们还需要结合实验数据和模拟分析，来全面评估过电流的影响。
总之，纯镍过电流计算公式是电化学工程中的重要工具，可以帮助我们理解和预测纯镍在电化学反应中的过电流影响。
通过这个公式，我们可以计算出纯镍在不同条件下的过电流密度，从而优化材料的设计和应用。
分析化学中常见的电化学技术
分析化学中常见的电化学技术电化学是一门重要的分析化学技术，它通过对化学反应的电流和电势进行测量，研究物质的性质和分析样品中的成分。
在实际应用中，电化学技术被广泛用于环境监测、生命科学、能源储存等领域。
本文将通过对常见的电化学技术进行分析，探讨其原理、应用和发展前景。
一. 电化学中的重要概念在介绍具体的电化学技术之前，有必要了解一些重要的概念，这些概念对于理解电化学技术的原理和应用非常重要。
1. 电解：电解是指将电能转化为化学能的过程。
通过电解可以将离子化合物分解成单质，如水电解可以将水分解为氢气和氧气。
2. 电极：电化学反应发生在电极上，电极分为阳极和阴极。
在阳极发生氧化反应，电子从溶液进入电极；在阴极发生还原反应，电子从电极进入溶液。
3. 电位：电位是电极与标准电极（如标准氢电极）间的电势差。
它可以用来表征电极反应的方向和强弱。
二. 常见的电化学技术1. 电沉积：电沉积是通过电解将溶液中的金属离子还原成金属的过程。
它常用于金属镀膜、电镀和材料制备等领域。
电沉积技术不仅可以获得金属材料，还可以制备复合材料、纳米材料等。
2. 电化学腐蚀：电化学腐蚀研究通过电流或电位控制金属的氧化还原反应，从而控制金属材料的腐蚀过程。
电化学腐蚀技术可以用于延长金属材料的寿命，保护工业设备和建筑结构的安全。
3. 电化学分析：电化学分析技术广泛应用于环境监测和生命科学等领域。
电化学分析可以通过测量电流或电势来分析样品中的成分。
常见的电化学分析技术包括极谱法、电位滴定法、交流阻抗法等。
4. 电化学传感器：电化学传感器是将化学反应与电化学信号转化结合的技术。
通过电化学传感器可以实现对气体、离子、有机物等化学物质的快速检测和定量分析。
电化学传感器广泛应用于环境监测、医学诊断、食品安全等领域。
三. 电化学技术的发展前景随着技术的不断进步和需求的不断增长，电化学技术在多个领域都有着广阔的应用前景。
1. 能源领域：电化学技术在新能源领域有着重要的应用。
电化学工程
矿物掺合料对混凝土 中氯离子渗透性 的
影 响 ＝Ｉｆ ｅｃ ｆ ｉｅａ ａｍｉｔｒ ｎ ｎ ｕ ｎｅｏ ｎ ｒｌ ｄ ｘｕｅｏ ｌ ｍ ｃｌｒ ｎｐｒ ａ ｉｔ ｆ ｏ ｃｅｅ［ ， ｈｏｉ ｉ ｅｍｅｂｌｙｏ ｎｒｔ 刊 ｄｏ ｉ ｃ
７ ８６７ ０ ０ １３ ５ ０・４ ３ １
采用 可蒸发水含量法、氯离子渗透快速 实验 法，研 究了粉煤灰、硅灰 、粉煤灰 与硅 灰复合掺 入及 不同龄期等条件制备 的混凝土 的孔 结构 、结合氯离子性能及 渗透性 的变化规律 ，探 讨了掺粉煤灰、 硅灰混凝土 的孔结构 、结合 氯离子性能 对其氯离子渗透性 的影 响．结果表明： 粉煤灰 、硅灰对混凝土 的孔 结构、结合 氯离子性 能及氯离子渗透性 均存在 不同 程度 的影响 ．对于掺粉煤灰 、硅灰 的混 凝土 ，在胶凝材料水化前期 ，主要是混 凝土的孔结构变化 引起其 ６ｈ库仑 电量 下降 ；而在胶凝材料水化 中后期 ，主要 是混凝土孔结构变 化与混凝土对氯离子 的结合共 同作用导致其 ６ｈ库仑 电量 降 低 ．混凝 土的孔 结构改善及其对氯离子 的结合是 导致 混凝 土中氯离子渗透性 降 低 的重要原 因．图 ６表 ２参 ９
ｓｐ ｒｔ ｎ ｉ ｙ ｒ ｃ ｃｏ ｅ ｓ ｇ ａｇ － ｅ ａａ ｏ ｎ ｈ ｄｏ ｙ ｌｎ ｓ ｕ ｉ ｅ ｉ ｎ ｌ
的情况．文 中利用 Ｆｕ ｎ 软件 ，将 多相 ｌｅｔ 流欧拉分析方法与各 向异性 的雷诺应力 湍流模型相结合 ，实现 了水力旋流器 内 油水分离过程的三维数值模拟并预测 了 分 离效 率．该模拟 可用于来流分散相浓 度超过 １ ％、湍流具有各 向异性的一般 ０ 广义情形 ，展示 了油水两 相 由开始的均 相来流逐渐在旋 流器 内分离、聚合、迁 移 的过程 ．实测 结果验证 了文 中对旋流 器分离性能预测的正确性 ．图 ８表 ３参
电化学工程
中国学术期刊文摘（中文版） ２００７年１３卷第１０期 常优异的阻燃、抑烟功效．图７表３参 ８ 关键词：聚磷酰氰胺脲；环氧树脂；阻 燃性能；抑烟性能 ０７１０１７０７ ５３０・３４ 低共熔混合锂盐合成Ｃｏ和 共掺杂的 ＬｉＮｉＯ２＝Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏ ａｎｄ Ａ１ ｃｏｐｅｄ ＬｉＮｉＯ２ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｍｉｘｅｄ ｌｉｔｈｉｕｍ ｓａｌｔ ｗｉｔｈ ｌｏｗｅｒ ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ［刊，中］／常照荣（北京理工大学化 工与环境学院，北京１０００８０），齐霞，吴 锋，汤宏伟，王蒋亮，／化学工程．一２００６， ３４（１２）．—＿５０～５３ 在空气中，采用低共熔混合物ＬｉＮＯ３一 ＬｉＯＨ为锂盐，制备了Ｃｏ和Ａ１共掺杂 锂离子电池正极材料ＬｉＮｉｏ．８Ｃｏｏ．１５Ａｌｏ．∞Ｏ２． ＸＲＤ分析表明，制得的正极材料具有完 整的层状结构．电性能测试表明：在０．５ ｍＡ］ｃｍ 的放电电流密度和２．７—４．２ Ｖ 的电压范围内，ＬｉＮｉｏ．８Ｃｏｏ １５Ａｌｏ．ｏ５Ｏ２首 次放电比容量达１４７．６ ｍＡ・ｈ／ｇ，库仑 效率达８４．３％，第２０次的放电比容量为 １３３．８ ｍＡ・ｈ／ｇ．该合成新工艺，能制备 出电化学性能良好的Ｃｏ和Ａ１共掺杂的 ＬｉＮｉＯ２正极材料．图５表１参８ 关键词：锂离子电池；熔融盐：正极材 料 ０７１０１７０８ ５３０・３４ 乙二醇中纳米Ｎｉ粉的合成＝Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｓ ｉｎ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ［刊，中］／艾德生（清华大学核能与新能 源技术研究院，北京１０００８４），高酤，赵 昆，邓长生，／科技导报．一２０ｏ６，２４（９）．一 ４３￣４５ 以乙二醇为溶剂，用还原法制备了纳米 Ｎｉ粉．实验产物经ＸＲＤ分析实验证实 为粒度约为２０ ｎｍ的面心立方结构的纳 米Ｎｉ粉．制备过程中反应阶段可以根据 颜色变化来推断，纳米颗粒的尺寸与反 应物的浓度、催化剂的浓度有直接的关 系．在制备的过程中，乙二醇对纳米Ｎｉ 粉的分散效果很显著．图６参１５ 关键词：纳米Ｎｉ粉；乙二醇 ０７１０１７０９ ５３０・３７有机化学工程 可分散性纳米二氧化硅增强硅橡胶＝ Ｓｉｆｉｃｏｎｅ ｒｕｂｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｙ ａ ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅ ｎａｎｏ—ｓｉｌｉｃａ［刊，中］／刘丰（河南大学特种 功能材料重点实验室，开封４７５００１），郑 秋红，李小红，丁涛，张治军，／复合材料 学报．一２００６，２３（６）．一５７～６３ 采用表面经过硅烷偶联剂原位修饰的纳 米二氧化硅增强硅橡胶．通过扫描电子 显微镜和Ｐａｙｎｅ效应考察了纳米二氧化 硅在硅橡胶中的分散特性；用ＤＳＣ分析 了复合体系的低温结晶行为；考察了填 料对硅橡胶力学性能的影响．结果表明， 由于修饰后纳米颗粒表面非极性有机基 团的存在和表面能的降低，无须加入分 散剂，纳米颗粒就能在硅橡胶中有较好 的分散；在各自最优添加量时，ＤＮＳ一３ 链状纳米二氧化硅增强的硅橡胶相对于 气相法二氧化硅增强的硅橡胶在拉伸强 度、撕裂强度及断裂伸长率上有显著提 高；ＤＮＳ一２纳米二氧化硅增强性能与气 相法二氧化硅的相当，但前者混炼胶黏 度较小，有较好的加工性．图５表３参 １６ 关键词：纳米二氧化硅；硅橡胶；增强； 力学性能 ０７１０１７１０ ５３０・３７ 净化黄磷尾气制取甲酸、碳酸二甲酯工 艺研究＝Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｕ— ｒｉｆｙｉｎｇ ｙｅｌｌｏｗ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｔａｉｌ ｇａｓ ｔｏ ｐｍ— ｄｕｃｅ ｆｏｒｍｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ［刊，中］／任占冬（武汉工业学院化学与 环境工程系，武汉４３００２３），陈操，宁平， 陈云华，潘克昌，张恒津，／化学工程．一 ２００６，３４（１２）．—６２～６５ 介绍了水洗一碱洗一催化氧化一变温变压吸 附组成的黄磷尾气净化工艺，通过净化 可以得到质量分数大于９８％的一氧化碳 气体，且有害杂质（硫化氢、磷化氢等） 的质量浓度均小于１ ｍｇ／ｍ ．介绍了甲 酸和碳酸二甲酯的合成，其中重点介绍 了净化黄磷尾气制取甲酸和碳酸二甲酯 ２个清洁生产工艺．这２个工艺既利用 了黄磷尾气，又无三废排放，其一氧化 碳的转化率分别为９５％和１００％，甲酸 和碳酸二甲酯的收率分别达到９０％和 ８５％，为净化黄磷尾气合成多种一碳化 工产品提供了工艺基础．图４参２５ 关键词：黄磷尾气；催化氧化；甲酸； 碳酸二甲酯 ０７１０１７１１ ５３０・４１电化学工程 暗室中的几种废品处理方法＝Ｄｉｓｐｏｓａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｒｅｊｅｃｔｓｉｎｄａｒｋｒｏｏｍ［刊， 中］／胡美娥（中国工程物理研究院流体 物理研究所，绵阳６２１９００），谷新蓉，／影 像技术．一２００６，（６）．一１５～１６ 该文介绍了暗室操作中产生的几种废品 处理方法．采用正确的废品处理方法可 以节约资源，减少环境污染．表１ 关键词：显影液；定影液；胶片 ０７１０１７１２ ５３０・４１ 区域曝光与曝光控制应用技巧＝Ｒｅｇｉｏｎｅｌ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ａｎｄ ｓｈｏｏｔｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｋｉｌｌ［刊， 中］／李红军（河南漯河职业技术学院美 术系，漯河４６２０００）＃影像技术．—２００６， （６）．一２９～３ １ 该文从安塞尔・亚当斯的区域曝光法与 当代摄影常用胶片的感光特性曲线的联 系着手，全面地阐述了在拍摄过程中， 如何通过曝光控制和根据胶片的画幅， 选择适宜的后期制作程序，获得具有丰 富的影调层次、较高的清晰度、良好的 颗粒性和质感强烈的优秀摄影作品的方 法．图１表１ 关键词：区域曝光；感光特性曲线；照 相机的内测光系统 ０７１０１７１３ ５３０・４１ 菌藻对胶片加工的危害及有效抑制方 法＝Ｄａｍａｇｅｓ ｏｆ ｂａｃｉｌｌｕｓ—ａｌｇａｅ ｔｏ ｆｉｌｍ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ［刊，中］／王玉梅（９２９４１部队，葫芦岛 １２５０００），陈建国／，影像技术．—２０ｏ６，（６）．
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电化学工程（课程）教学大纲
一、课程信息
二、课程内容
1、课程教学目标
“电化学工程”是应用化学专业的专业任选课。
电化学工程学是现代化学工程科学中的新分支，萌发于20世纪40年代末，60年代末形成初步的理论框架，电化学工程学的问世，推动电化学工业进入崭新的发展时期。
通过本课程的学习，能较扎实地掌握电化学工程学的重要概念与原理，加强科学与工程原理的进一步融合，培养科学思维和利用基础理论知识解决实际问题的能力，了解和掌握工业电化学过程的开发、设计、操作与管理的重要概念，培养电化学工业生产的管理和设计能力，培养工业电化学过程的开发与研究能力。
2、教学内容基本要求
（1）绪论：要求了解电化学工业的概况、特点与发展方向。
（2）电化学过程设计与优化：要求掌握工业电化学过程的设计、管理与经济优化的重要概念。
（3）电化学热力学与动力学：要求掌握膜电位、非反应物种吸附的影响和电催化作用与电极材料。
（4）物料衡算与能量衡算：要求掌握物料衡算、电压衡算、能量衡算的计算
方法与影响因素。
（5）电化学体系的传输过程：要求掌握在三维电极、隔膜和离子交换膜中的传质过程。
（6）电流分布：要求了解三维电极中的电流和电位分布。
（7）电化学反应器设计：要求了解几种电化学反应器的结构及特点、结构设计和结构材料。
3、实践（含实验、上机等）环节要求
本课程为课堂教学，不含实践环节。
4、能力培养要求
（1）分析能力的培养培养学生能针对具体问题进行分析，结合电化学工程学原理和所学的基础理论知识，解决一些较为复杂的工业电化学过程中的现象和问题。
（2）自学能力的培养通过本课程的学习，培养和提高学生对所学知识和规律进行整理、归纳、总结和消化吸收的能力；能围绕教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识的能力。
（3）表达能力的培养主要通过课堂作业和讨论，学会简明扼要的表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
（4）工艺设计能力的培养培养学生学会独立思考，深入钻研各工业电化学过程与工艺的特点，经济合理地进行设计选择和正确计算。
三、学时分配
四、考核方式
总评成绩= 平时成绩+ 期末成绩
平时成绩占30 %
期末成绩占70 %
五、教材及参考书
1．电化学工程导论，吴辉煌等，厦门大学出版社
2．电解槽工学，日根文男（日）著，安家驹等译，化学工业出版社六、授课手段
课堂多媒体演示讲解；课堂作业和讨论。
七、教师队伍及职称
撰稿人：陈范才审核人：陈金华。