第一部分基础理论
第1章电化学热力学理论
1.1电池中的能量转换与电流的传导方式006
1.1.1电池反应的能量转换006
1.1.2电流在整个电池回路中的传导006
1.1.3法拉第定律007
1.1.4离子导体离子迁移数的测定008
1.2相间电势的产生与电极电势009
1.2.1电势与电化学势009
1.2.2电极和电极电势010
1.3双电层的结构013
1.3.1双电层的结构模型013
1.3.2双电层电容015
1.3.3电毛细曲线与零电荷电势015
1.3.4微分电容曲线017
1.3.5离子表面剩余量018
1.4平衡电极电势与非平衡电极电势020
1.4.1平衡电极电势020
1.4.2非平衡电极电势022
1.5可逆电池热力学023
1.5.1可逆电池与可逆电极023
1.5.2液接电势和浓差电势024
1.5.3可逆电池电动势与热力学函数的关系026

第2章稳态电极过程动力学基础
2.1电极极化与电极过程029
2.1.1电极极化和稳态极化曲线029
2.1.2电极过程和控制步骤031
2.2稳态扩散和浓差极化方程032
2.2.1液相传质及电极表面附近浓度的分布032
2.2.2稳态扩散的电流和电势间的关系034
2.3电荷转移反应动力学037
2.3.1电极电势对活化能和电极反应速率的影响——Butler-Volmer方程037
2.3.2交换电流密度和电极反应速率常数039
2.3.3稳态极化时电流密度和超电势间的关系040
2.3.4浓差极化和扩散层电势对电流密度与过电位之间关系的影响044
2.3.5表面转化步骤046
2.4对流扩散与旋转圆盘电极047
2.4.1层流条件下旋转圆盘电极的流体动力学047
2.4.2旋转圆盘电极的电化学动力学方程式049
2.5电极/溶液中电子的能级分布和电子的跃迁机理050
2.5.1电子跃迁的隧道反应及遵循的原则050
2.5.2金属和溶液中电子的能级分布051
2.5.3电极与溶液界面的电子跃迁054
2.6半导体/溶液界面的光电化学动力学056
2.6.1半导体/溶液界面的能带结构056
2.6.2半导体/溶液界面的光电效应058

第3章电化学暂态方法
3.1电化学方法分类065
3.2非稳态扩散与暂态电化学方法067
3.2.1平面电极的非稳态扩散和暂态电化学方法067
3.2.2球状电极的非稳态扩散和极谱方法070
3.3线性电势极化与循环伏安法073
3.3.1线性电势极化073
3.3.2能斯特（可逆）系统的循环伏安法074
3.3.3非可逆系统的电势扫描法和循环伏安法076
3.3.4准可逆反应078
3.3.5不同电极过程的循环伏安判断078
3.4电极界面的交流阻抗080
3.4.1纯电阻、纯电容和纯电感的阻抗081
3.4.2电化学电极过程的等效电路083
3.4.3电极界面的交流阻抗084
3.4.4阻抗谱图087
3.5充电曲线法和恒电量法090
3.5.1充电曲线法091
3.5.2恒电量法093

第4章电化学测量实验技术
4.1电化学测量系统094
4.1.1测量系统的组成094
4.1.2电解池095
4.1.3电极系统097
4.1.4电解质溶液103
4.1.5电化学测量时的外部影响因素106
4.2电极电势的测量106
4.2.1电极电势测量方法106
4.2.2电极电势测量仪器107
4.2.3微区电势的测量107
4.3线性扫描实验技术108
4.3.1线性电势扫描与极化曲线108
4.3.2线性电势扫描与循环伏安法109
4.4阶跃电势和阶跃电流暂态实验技术112
4.4.1阶跃电势法112
4.4.2阶跃电流法113
4.4.3阶跃电势库仑法114
4.5交流阻抗测试技术115
4.6恒电势和恒电流仪117
4.6.1恒电势仪117
4.6.2恒电流仪120
4.6.3恒电势仪使用方法120
4.6.4电势控制的难点与低电流的测量121
4.6.5电化学测量系统出现故障的解决方法123
4.7其他电化学联用表征技术简介124
4.7.1电子显微镜124
4.7.2电化学石英晶体微天平法125
4.7.3光谱质谱分析126

第5章金属电沉积原理与应用
5.1金属电沉积动力学128
5.1.1化学元素周期表中能被还原的金属离子128
5.1.2简单金属离子的还原过程与阴离子的影响128
5.1.3金属配合物的还原129
5.1.4有机表面活性物质对金属离子放电过程的影响131
5.1.5电结晶过程动力学132
5.1.6金属的欠电势沉积139
5.2阴极上的电流分布和金属分布141
5.2.1初次电流分布、二次电流分布和金属镀层分布141
5.2.2镀液的分散能力和赫尔槽试验143
5.2.3微观分散能力和整平作用144
5.3电沉积溶液的组成和工艺参数的影响146
5.3.1金属电沉积溶液的组成146
5.3.2电沉积工艺参数146
5.3.3单金属电沉积147
5.4金属共沉积149
5.4.1金属共沉积的基本条件149
5.4.2合金电沉积的类型150
5.4.3合金电沉积的应用151
5.5电沉积制备金属纳米线153
5.5.1模板法合成金属纳米线153
5.5.2电化学阶边精饰法制备金属纳米线154
5.5.3交流电沉积制备金属纳米线157
5.6自催化沉积160
5.6.1化学镀160
5.6.2自催化沉积制备纳米金属粉末163

第6章腐蚀电化学理论及应用
6.1金属电化学腐蚀的形成164
6.1.1金属腐蚀的定义164
6.1.2腐蚀电池164
6.1.3腐蚀极化图与混合电势理论166
6.2腐蚀金属电极动力学方程168
6.2.1腐蚀金属电极的腐蚀速率与外极化电流的概念168
6.2.2腐蚀金属电极的动力学方程式169
6.2.3电偶腐蚀系统的动力学方程172
6.2.4弱极化方程的解析173
6.3金属的电化学腐蚀机理175
6.3.1氢去极化腐蚀175
6.3.2氧去极化腐蚀176
6.4金属的钝化177
6.4.1金属钝态的特征177
6.4.2金属钝化膜的性质与电化学测量178
6.4.3金属钝化理论179
6.5金属腐蚀的防护原理和方法181
6.5.1电势-pH图181
6.5.2电化学保护183
6.5.3缓蚀剂保护185
6.6金属设备腐蚀氢渗透的测量188
6.6.1Devanathan-Stachurski氢渗透速率测量原理188
6.6.2原子氢电化学传感器188


第二部分实践操作
第7章腐蚀与防护研究中的电化学测试方法
7.1腐蚀与防护涂层研究中的电化学测试方法192
7.1.1开路电位-时间曲线192
7.1.2电化学阻抗谱195
7.1.3线性扫描伏安法200
7.1.4循环极化203
7.1.5线性极化电阻法204
7.1.6塔菲尔曲线206
7.2光生阴极保护研究中的电化学测试方法208
7.2.1开路电位-时间曲线208
7.2.2光电流密度-时间曲线209
7.2.3光致伏安特性曲线211
7.2.4莫特肖特基曲线213
7.2.5电化学阻抗谱215
7.2.6塔菲尔曲线215
7.3微区电化学测试技术217
7.3.1扫描电化学显微镜217
7.3.2扫描振动电极技术218
7.3.3扫描开尔文探针219
7.3.4微区电化学阻抗221
7.3.5扫描离子选择电极技术222
7.3.6扫描电解液微滴电池223

第8章电池研究中的电化学测试方法
8.1锌空电池研究中的电化学测试方法225
8.1.1开路电压-时间曲线225
8.1.2峰值功率密度226
8.1.3倍率性能227
8.1.4恒电流放电稳定性测试228
8.1.5恒电流充放电循环稳定性测试229
8.1.6应用案例230
8.2锂离子电池研究中的电化学测试方法231
8.2.1循环伏安法231
8.2.2线性扫描伏安法235
8.2.3电势弛豫法237
8.2.4恒电流间歇滴定242
8.2.5恒电位间歇滴定244
8.2.6电化学阻抗谱248

第9章催化研究中的电化学测试方法
9.1氧还原反应研究中的电化学测试方法251
9.1.1循环伏安法251
9.1.2线性扫描伏安法252
9.1.3环盘电极255
9.1.4计时电流法256
9.1.5应用案例256
9.2析氧反应研究中的电化学测试方法257
9.2.1循环伏安法258
9.2.2线性扫描伏安法258
9.2.3计时电位法259
9.2.4电化学阻抗259
9.2.5应用案例259


附录标准电极电势（vs.SHE）表（25℃）

参考文献