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1、电极过程动力学电极过程动力学1第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 电极过程动力学的发展电极过程动力学的发展19051905年，年，Tafel提出半对数极化曲线公式2020世纪世纪3030年代初期：年代初期：Bulter,Erdey-Gruz,Volmer等人提出了电极反应动力学的基本公式22020世纪世纪4040年代中期：年代中期：py学派推动了电极动力学的发展电极和溶液的净化对实验数据的重现性研究了双电层结构和各类吸附现象对电极反应速度的影响稍后：稍后：Bockris,Parsons,Conway等人在同一领域做出了奠基性的工作同一时期：同一时期：Grahame开创了用滴汞电极研究“电极/
2、溶液”界面的系统工作32020世纪世纪5050年代：年代：是电极过程动力学发展的成熟期。各种快速暂态方法各种快速暂态方法旋转环盘电极旋转环盘电极氢析出和氧电极氢析出和氧电极金属离子和阴离子反应等金属离子和阴离子反应等 2020世纪世纪6060年代以后：年代以后：微电子学和计算技术的迅猛发展推动了电化学实验技术的涌现。同时很多重要的进展是通过新材料和新体系的研究而取得的。电化学扫描隧道显微镜电化学扫描隧道显微镜41.2 1.2 电池反应与电极过程电池反应与电极过程5电解池中的电化学反应化学电池中的电化学反应电迁过程扩散过程传质过程“电极/溶液”界面间的变化阴极过程阳极过程电极过程对流过程6电极表
3、面附近薄层电解质层中进行的过程电极表面上发生的过程电极过程电极过程 换言之，电极过程动力学的研究范围不但包括在电极表面上进行的电化学过程电化学过程，还包括电极附近薄层电解质中的传质过程及化学过程等。传质过程及化学过程等。71.3 1.3 电极过程的主要特征及其研究方法电极过程的主要特征及其研究方法电极的作用电子的传递介质电极表面是“反应地点”电极反应的特殊性：电极表面上存在双电层和表面电场有关电极反应的基本动力学规律：1、影响异相催化反应速度的一般规律2、表面电场对电极反应速度的影响8Scheme of electron transfer at an electrode1 1、反应粒子向电极表面传递、反应粒子向电极表面传递电解质相中的传质步骤电解质相中的传质步骤2 2、在电极表面上得到或失去电子，生成反应产物、在电极表面上得到或失去电子，生成反应产物电化学步骤电化学步骤4 4、反应粒子在电极表面上或表面附近的液层中进行的化学转化、反应粒子在电极表面上或表面附近的液层中进行的化学转化过程过程前置的表面转化步骤或随后的表面转化步骤前置的表面转化步骤或随后的表面转化步骤3 3、反应产物从电极表面向溶液中或向电极内部传递、反应产物从电极表面向溶液中或向电极内部传递电解电解质相中的传质步骤质相中的传质步骤