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XuetangX

电极过程动力学

East China University of Science and Technology via XuetangX

Overview

       《电极过程动力学》是应用化学(电化学)专业的一门基础性课程,在天津大学应用化学系已经开设了二十几年。学生普遍反映课程内容对新能源材料的研究和电化学器件开发有很大帮助。在新能源技术应用和飞速发展的时代,学生通过对这门课程的学习,能够掌握电极过程动力学的基本理论和方法,提升思维方式,为今后的学习、科研和工作打下坚实基础。

         课程性质主要体现在课程的理论性较强以及强调在研究中运用基础知识的实践性。课程的目的是引导学生,使用学到的专业基础知识,如何根据电极/溶液界面的研究结果,从动力学的角度考虑反应历程的合理性等并进行各单元步骤乃至整个电极反应的研究。目前新能源的材料和技术是国际上研究的前沿和热点。而本课程将为从事该领域的研究和开发提供坚实的理论基础。通过该课程的学习,能够培养学生在电化学领域的逻辑推理能力,理论联系实际的能力、自学能力及解决问题的能力,并提升自身的科学素养。

    

Syllabus

  • 第一章 绪论
    • 1.1 电极过程动力学的发展
    • 1.2 电池反应与电极过程
    • 1.3 电极过程的主要特征及其研究方法
    • 第一章 课程学习资源
    • 第一章 讨论
    • 第一章 作业
  • 第二章 “电极/溶液”界面的基本性质
    • 2.1 研究“电极/溶液”界面性质的意义
    • 2.2 相间电势和电极电势
    • 2.3 采用理想极化电极研究“电极/溶液”界面结构的实验方法及主要结论
    • 2.4 “电极/溶液”界面模型的发展
    • 2.5 “固体金属电极/溶液”界面
    • 2.6 零电荷电势
    • 2.7 有机分子在“电极/溶液”界面上的吸附
    • 第二章 课程学习资源
    • 第二章 讨论
    • 第二章 作业
  • 第三章 “电极/溶液”界面附近液相中的传质过程
    • 3.1 研究液相中传质动力学的意义
    • 3.2 有关液相传质过程的若干基本概念
    • 3.3 理想情况下的稳态过程
    • 3.4 实际情况下的稳态对流扩散过程和旋转圆盘电极
    • 3.5 当电极反应速度由液相传质步骤控制时稳态极化曲线的形式
    • 3.6 扩散层中电场对稳态传质速度和电流的影响
    • 3.7 静止液体中平面电极上的非稳态扩散过程
    • 3.8 线型电势扫描方法
    • 3.9 微盘电极
    • 第三章 课程学习资源
    • 第三章 讨论
    • 第三章 作业
  • 第四章 电化学步骤的动力学
    • 4.1 电极电势对电化学步骤反应速度的影响
    • 4.2 平衡电势与电极电势的“电化学极化”
    • 4.3 浓度极化对电化学步骤反应速度和极化曲线的影响
    • 4.4 测量电化学步骤动力学参数的暂态方法
    • 4.5 相间电势分布对电化学步骤反应速度的影响—“Ψ1”效应
    • 第四章 课程学习资源
    • 第四章 讨论
    • 第四章 作业
  • 第五章 复杂电极反应与反应机理研究
    • 5.1 多电子步骤与控制步骤的“计算数”
    • 5.2 均相表面转化步骤(一):前置转化步骤
    • 5.3 均相表面转化步骤(二):平行和随后转化步骤
    • 5.4 涉及表面吸附态的表面转化步骤
    • 5.5 电极反应机理及其研究方法
    • 5.6 利用电化学反应级数法确定电极反应历程
    • 5.7 中间价态粒子的电化学检测
    • 第五章 课程学习资源
    • 第五章 讨论
    • 第五章 作业
  • 第六章 交流阻抗方法
    • 6.1 电解池的等效阻抗
    • 6.2 交变电流信号所引起的表面浓度波动和电极反应完全可逆时的电解阻抗
    • 6.3 电化学步骤和表面转化步骤对电解阻抗的影响
    • 第六章 课程学习资源
    • 第六章 讨论
    • 第六章 作业
  • 期末考试
    • 讲座
      • 电化学研究前沿的顶刊综述

        Taught by

        Chengde Huang

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