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商品簡介
目次
商品簡介
本書介紹電化學工程的基本概念與原理，內容包括電化學過程的物料管理和能量管理、電極反應動力學、電化學體系中的質量傳遞和電流分布、電化學反應器的設計與操作特性分析、燃料電池的模擬等。書中選編了部分計算例題和復習思考題，以便讀者掌握原理，學以致用。本書可作為高等院校應用化學專業或相關專業學生的教材，也可供在電解與電合成、電冶金、化學電源、電化學表面工程、環境工程和防腐蝕工程等領域的科研和工程技術人員參考。
目次
第1章 緒論
1.1 工業電化學過程
1.1.1 工業電化學概況
1.1.2 氯堿生產
1.1.3 已二腈的電合成
1.1.4 金屬的電解提取與精煉
1.2 電化學反應器的基本組成
1.2.1 電極材料
1.2.2 離子導體
1.2.3 隔離器
1.3 電化學過程的物料管理和能量管理
1.3.1 物料衡算
1.3.2 電壓衡算
1.3.3 熱衡算
1.3.4 溶液流動的能量損耗
參考文獻
復習思考題
第2章 電極反應動力學
2.1 引言
2.2 電極反應的動力學方程
2.2.1 簡單電子傳遞反應的動力學方程
2.2.2 多步驟電極反應
2.2.3 溶液中傳質對電極反應速率的影響
2.3 電極上的吸附及添加劑的動力學效應
2.3.1 電極上吸附的一般概念
2.3.2 電極上吸附作為分離技術的應用
2.3.3 添加劑吸附對電極反應速率的影響
2.4 電催化反應與電極材料的催化作用
2.4.1 氫的電極反應
2.4.2 氧的電極反應
2.4.3 氯析出反應
2.4.4 有機物的電極反應
2.4.5 電極材料的催化作用
2.5 金屬的陰極沉積與陽極溶解
2.5.1 金屬電沉積與電結晶
2.5.2 金屬的陽極溶解與鈍化
2.5.3 金屬的腐蝕
2.6 制備性電解的產物分布
2.6.1 制備性電解的一般特征
2.6.2 產物分布的數學模型
2.6.3 反應選擇性的控制
2.7 非水介質中的電極反應
2.7.1 溶劑的性質及其對電極反應的影響
2.7.2 非水溶液中若干電極反應的機理
2.7.3 熔鹽中的電極反應
參考文獻
復習思考題
第3章 電化學體系中的質量傳遞和電流分布
3.1 電解質溶液中的傳質方程
3.1.1 稀溶液中傳質方程的一般形式
3.1.2 溶液中的電荷傳輸
3.1.3 離子遷移對電極反應速率的影響
3.1.4 二元溶液中的傳質方程
3.2 二維電極上的對流傳質分析
3.2.1 流體力學的若干概念
3.2.2 層流條件下平板電極上穩態對流傳質的理論分析
3.2.3 對流傳質的半經驗關聯方法
3.2.4 常見二維電極的傳質公式
3.3 多孔電極中的傳質與反應速率分布
3.3.1 多孔電極簡介
3.3.2 二相多孔電極的宏觀均一模型
3.3.3 三相多孔電極的理論模型
3.4 隔膜和離子交換膜中的傳輸
3.4.1 隔膜中的傳輸
3.4.2 離子交換膜的膜電位和傳輸性能
3.4.3 電滲析原理
3.5 二維電極上的電流分布與電位分布
3.5.1 概述
3.5.2 一次電流分布
3.5.3 二次電流分布
3.5.4 三次電流分布
3.5.5 電流分布理論的工程應用
3.6 附錄：矢量和傳輸方程中的算符
參考文獻
復習思考題
第4章 電解工程
4.1 電解過程的技術經濟指標和經濟優化
4.1.1 電解過程的技術經濟指標
4.1.2 電解過程的經濟優化
4.2 電化學反應器設計概述
4.2.1 電化學反應器設計的一般原則與步驟
4.2.2 與反應器結構相關的若干電化學工程參數
4.2.3 電化學反應器的典型結構
4.3 間歇式電化學反應器
4.3.1 擴散控制的情形
4.3.2 活化控制的情形
4.4 連續攪拌箱式電化學反應器(CSTER)
4.4.1 擴散控制條件下的理想反應器
4.4.2 溶液循環對轉化率的影響
4.4.3 活化控制的情形
4.4.4 電化學反應器與化學反應器的組合系統
4.5 柱塞流電化學反應器——平行板電解器
4.5.1 基本設計方程和活化控制的情形
4.5.2 傳質控制的情形——湍流條件下的恒電壓電解
4.5.3 串聯流動的單極式反應器組的操作特性
4.6 顆粒床反應器
4.6.1 顆粒床電極的若干概念
4.6.2 填充床反應器的操作特性分析——金屬相電位恒定的模型
4.6.3 流化床反應器的操作特性分析——金屬相電位可變的模型
參考文獻
復習思考題
第5章 燃料電池
5.1 燃料電池的一般原理
5.1.1 燃料電池技術概況
5.1.2 燃料電池的熱力學
5.1.3 燃料電池動力學——工作電流對電池效率和比功率的影響
5.2 燃料電池中的傳質及其對電池性能的影響
5.2.1 多孔電極中氣體反應劑的擴散傳質
5.2.2 流動通道中氣體反應劑的對流傳質
5.2.3 質子交換膜中水的傳輸及其對膜電導率的影響
5.3 燃料電池的模擬分析
5.3.1 基于電壓衡算的燃料電池模擬
5.3.2 基于流量衡算的燃料電池一維模型
5.3.3 基于流體力學的燃料電池模擬
參考文獻
復習思考題
本書常用物理量符號一覽表
1.1 工業電化學過程
1.1.1 工業電化學概況
1.1.2 氯堿生產
1.1.3 已二腈的電合成
1.1.4 金屬的電解提取與精煉
1.2 電化學反應器的基本組成
1.2.1 電極材料
1.2.2 離子導體
1.2.3 隔離器
1.3 電化學過程的物料管理和能量管理
1.3.1 物料衡算
1.3.2 電壓衡算
1.3.3 熱衡算
1.3.4 溶液流動的能量損耗
參考文獻
復習思考題
第2章 電極反應動力學
2.1 引言
2.2 電極反應的動力學方程
2.2.1 簡單電子傳遞反應的動力學方程
2.2.2 多步驟電極反應
2.2.3 溶液中傳質對電極反應速率的影響
2.3 電極上的吸附及添加劑的動力學效應
2.3.1 電極上吸附的一般概念
2.3.2 電極上吸附作為分離技術的應用
2.3.3 添加劑吸附對電極反應速率的影響
2.4 電催化反應與電極材料的催化作用
2.4.1 氫的電極反應
2.4.2 氧的電極反應
2.4.3 氯析出反應
2.4.4 有機物的電極反應
2.4.5 電極材料的催化作用
2.5 金屬的陰極沉積與陽極溶解
2.5.1 金屬電沉積與電結晶
2.5.2 金屬的陽極溶解與鈍化
2.5.3 金屬的腐蝕
2.6 制備性電解的產物分布
2.6.1 制備性電解的一般特征
2.6.2 產物分布的數學模型
2.6.3 反應選擇性的控制
2.7 非水介質中的電極反應
2.7.1 溶劑的性質及其對電極反應的影響
2.7.2 非水溶液中若干電極反應的機理
2.7.3 熔鹽中的電極反應
參考文獻
復習思考題
第3章 電化學體系中的質量傳遞和電流分布
3.1 電解質溶液中的傳質方程
3.1.1 稀溶液中傳質方程的一般形式
3.1.2 溶液中的電荷傳輸
3.1.3 離子遷移對電極反應速率的影響
3.1.4 二元溶液中的傳質方程
3.2 二維電極上的對流傳質分析
3.2.1 流體力學的若干概念
3.2.2 層流條件下平板電極上穩態對流傳質的理論分析
3.2.3 對流傳質的半經驗關聯方法
3.2.4 常見二維電極的傳質公式
3.3 多孔電極中的傳質與反應速率分布
3.3.1 多孔電極簡介
3.3.2 二相多孔電極的宏觀均一模型
3.3.3 三相多孔電極的理論模型
3.4 隔膜和離子交換膜中的傳輸
3.4.1 隔膜中的傳輸
3.4.2 離子交換膜的膜電位和傳輸性能
3.4.3 電滲析原理
3.5 二維電極上的電流分布與電位分布
3.5.1 概述
3.5.2 一次電流分布
3.5.3 二次電流分布
3.5.4 三次電流分布
3.5.5 電流分布理論的工程應用
3.6 附錄：矢量和傳輸方程中的算符
參考文獻
復習思考題
第4章 電解工程
4.1 電解過程的技術經濟指標和經濟優化
4.1.1 電解過程的技術經濟指標
4.1.2 電解過程的經濟優化
4.2 電化學反應器設計概述
4.2.1 電化學反應器設計的一般原則與步驟
4.2.2 與反應器結構相關的若干電化學工程參數
4.2.3 電化學反應器的典型結構
4.3 間歇式電化學反應器
4.3.1 擴散控制的情形
4.3.2 活化控制的情形
4.4 連續攪拌箱式電化學反應器(CSTER)
4.4.1 擴散控制條件下的理想反應器
4.4.2 溶液循環對轉化率的影響
4.4.3 活化控制的情形
4.4.4 電化學反應器與化學反應器的組合系統
4.5 柱塞流電化學反應器——平行板電解器
4.5.1 基本設計方程和活化控制的情形
4.5.2 傳質控制的情形——湍流條件下的恒電壓電解
4.5.3 串聯流動的單極式反應器組的操作特性
4.6 顆粒床反應器
4.6.1 顆粒床電極的若干概念
4.6.2 填充床反應器的操作特性分析——金屬相電位恒定的模型
4.6.3 流化床反應器的操作特性分析——金屬相電位可變的模型
參考文獻
復習思考題
第5章 燃料電池
5.1 燃料電池的一般原理
5.1.1 燃料電池技術概況
5.1.2 燃料電池的熱力學
5.1.3 燃料電池動力學——工作電流對電池效率和比功率的影響
5.2 燃料電池中的傳質及其對電池性能的影響
5.2.1 多孔電極中氣體反應劑的擴散傳質
5.2.2 流動通道中氣體反應劑的對流傳質
5.2.3 質子交換膜中水的傳輸及其對膜電導率的影響
5.3 燃料電池的模擬分析
5.3.1 基于電壓衡算的燃料電池模擬
5.3.2 基于流量衡算的燃料電池一維模型
5.3.3 基于流體力學的燃料電池模擬
參考文獻
復習思考題
本書常用物理量符號一覽表
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