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內容簡介： 《电化学方法———原理和应用》（第三版）既保持了第一、二版的写作宗旨与方式，全面涵盖了现在广泛应用的电化学方法原理，同时也增补了本书第二版出版20 多年来电化学快速发展的新领域和新课题，如超微电极的应用、扫描电化学显微镜的完善及拓展、单颗粒（实体）电化学、电催化及涉及内层电化学反应的理论、各种电化学与其他技术联用等。本书内容丰富、描述详尽、结构严谨。书中包括大量的公式、化学实例和习题，并附有最新的参考文献，及实验室贴士，非常便于学习。本书可作为高等学校化学、材料、能源、环境等专业高年级本科生及研究生教材，同时也是从事电化学和电分析化学领域研究和应用人员的参考书。 關於作者： Allen J. Bard（1933.12-2024.2）生前曾任美国德克萨斯大学奥斯汀分校化学系Hackerman-Welch Regents讲席教授，其研究主要关注于应用电化学方法研究化学问题。Larry R. Faulkner（1944.11-）曾任美国德克萨斯大学校长，曾在哈佛大学、伊利诺伊大学和德克萨斯大学奥斯汀分校化学系任教。在德克萨斯大学校长任上退休。Henry S. White（1956.8-）目前任美国犹他大学化学系John A. Widstoe讲席教授，其研究主要关注于实验与理论电化学。邵元华，北京大学博雅特聘教授，博士生导师，中国化学会分析化学学科委员会委员，中科院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室与南京大学生命分析化学国家重点实验室学术委员会委员。J. Electroanal. Chem.编委。于1998年获国家自然科学基金委员会杰出青年科学基金资助，2005年获评长江特聘教授，2006年获中国化学会梁树权分析化学基础研究奖，2012年获自然科学一等奖（排一），2023年当选中国化学会会士。主要从事液/液界面电分析化学、电化学传感和电催化研究。已发表论文160余篇，获授权国家发明专利9件，出版专著和译著各1部，主编专著1部。 目錄： 第1章 电极过程概论 1 1.1 基本概念 1 1.2 法拉第过程和影响电极反应速率的因素 13 1.3 物质传递控制的反应 18 1.4 耦合化学反应的能斯特型反应的半经验处理 23 1.5 电化学池的电阻和电势测量 26 1.6 电极/溶液界面和充电电流 31 1.7 本书的组织架构 39 1.8 电化学文献 39 1.9 实验室贴士:恒电势仪和电化学池行为 41 1.10 参考文献 43 1.11 习题 43 第2章 电势和电化学池热力学 45 2.1 电化学热力学基础 45 2.2 界面电势差详述 58 2.3 液接界电势 66 2.4 离子选择性电极 74 2.5 实验室贴士:参比电极的实际应用 81 2.6 参考文献 82 2.7 习题 85 第3章 电极反应的基础动力学 88 3.1 均相动力学的回顾 88 3.2 电极反应的本质 91 3.3 电极动力学的Butler-Volmer模型 92 3.4 Butler-Volmer模型在单步骤单电子过程中的应用 96 3.5 电荷转移的微观理论 103 3.6 开路电势与电极上多个半反应 123 3.7 多步骤机理 126 3.8 参考文献 129 3.9 习题 132 第4章 迁移和扩散引起的物质传递 134 4.1 通用性物质传递公式 134 4.2 本体溶液中的迁移 136 4.3 活性电极附近的混合迁移与扩散 137 4.4 扩散 141 4.5 传质问题的公式化与求解 146 4.6 参考文献 150 4.7 习题 151 第5章 超微电极的稳态伏安法 152 5.1 球形超微电极的稳态伏安法 152 5.2 超微电极的形状和性质 157 5.3 可逆电极反应 164 5.4 准可逆和不可逆电极反应 169 5.5 多组分体系和多步骤电荷转移 175 5.6 超微电极额外属性 177 5.7 稳态伏安法中的迁移 180 5.8 高浓度待测物的分析 184 5.9 实验室贴士:超微电极的制备 185 5.10 参考文献 188 5.11 习题 189 第6章 基于电势阶跃的暂态方法 191 6.1 扩散控制下的计时电流法 191 6.2 可逆电极反应的暂态取样伏安法 200 6.3 准可逆与不可逆电极反应的暂态取样伏安法 204 6.4 多组分体系和多步骤电荷转移 211 6.5 计时电流反向技术 212 6.6 计时电量（库仑）法 214 6.7 微电极的电解池时间常数 218 6.8 实验室贴士:电势阶跃方法实际所关注的事宜 220 6.9 参考文献 223 6.10 习题 224 第7章 线性扫描与循环伏安法 226 7.1 电势扫描的暂态响应 226 7.2 能斯特（可逆）体系 228 7.3 准可逆体系 237 7.4 完全不可逆体系 239 7.5 多组分体系和多步骤电荷转移 242 7.6 快速循环伏安法 244 7.7 卷积变换技术 245 7.8 液-液界面上的伏安法 247 7.9 实验室贴士:循环伏安法的实际操作事项 251 7.10 参考文献 253 7.11 习题 255 第8章 极谱法、脉冲伏安法和方波伏安法 259 8.1 极谱法 259 8.2 常规脉冲伏安法 263 8.3 反向脉冲伏安法 267 8.4 示差脉冲伏安法 269 8.5 方波伏安法 274 8.6 脉冲伏安法的分析应用 279 8.7 参考文献 281 8.8 习题 282 第9章 控制电流技术 283 9.1 计时电势法介绍 283 9.2 控制电流方法的理论 285 9.3 恒电流电解过程的电势-时间曲线 287 9.4 反向技术 290 9.5 多组分体系和多步骤反应 291 9.6 恒电流双脉冲法 293 9.7 电量阶跃（恒电量）方法 294 9.8 参考文献 296 9.9 习题 297 第10章 涉及强制对流的方法———流体动力学方法 299 10.1 对流体系的理论 299 10.2 旋转圆盘电极 301 10.3 旋转圆环与旋转环-盘电极 310 10.4 暂态电流 314 10.5 调制的旋转圆盘电极 316 10.6 电动流体现象 317 10.7 参考文献 319 10.8 习题 320 第11章 电化学阻抗谱与交流伏安法 323 11.1 电化学池阻抗的简单测量 323 11.2 交流电路简述 325 11.3 电化学池的等效电路 329 11.4 电化学阻抗谱 334 11.5 交流伏安法 343 11.6 非线性响应 348 11.7 应用交流伏安法进行化学分析 352 11.8 电化学阻抗法的仪器 352 11.9 拉普拉斯平面上的数据分析 355 11.10 参考文献 355 11.11 习题 357 第12章 整体电解方法 358 12.1 一般注意事项 359 12.2 控制电势方法 362 12.3 控制电流方法 367 12.4 终点测定的电测量 371 12.5 流动电解 373 12.6 薄层电化学 382 12.7 溶出分析 386 12.8 参考文献 389 12.9 习题 391 第13章 耦合均相化学反应的电极反应 395 13.1 反应的分类 395 13.2 耦合反应对于循环伏安法的影响 400 13.3 行为总结 405 13.4 应用其他电化学方法时的行为 436 13.5 参考文献 438 13.6 习题 439 第14章 双电层结构和吸附 442 14.1 双电层热力学 442 14.2 实验测定 444 14.3 双电层结构模型 447 14.4 固体电极研究 456 14.5 特性吸附的程度和速率 462 14.6 吸附的实用层面 466 14.7 双电层对电极反应速率的影响 468 14.8 参考文献 474 14.9 习题 477 第15章 内层电极反应与电催化 480 15.1 内层异相电子转移反应 480 15.2 电催化反应机理 483 15.3 内层反应的其他实例 490 15.4 内层电子转移反应的计算分析 498 15.5 电催化的相关性 502 15.6 电化学相转化 505 15.7 参考文献 524 15.8 习题 528 第16章 电化学仪器 531 16.1 运算放大器 531 16.2 电流反馈 534 16.3 电压反馈 536 16.4 恒电势仪 537 16.5 恒电流仪 541 16.6 集成式电化学仪器 542 16.7 电势控制的难点 543 16.8 低电流测量 547 16.9 用于短时间尺度的仪器 550 16.10 实验室贴士:电化学仪器的实际使用 550 16.11 参考文献 552 16.12 习题 553 第17章 电活性层和修饰电极 555 17.1 电极上的单层和亚单层 556 17.2 吸附层的循环伏安法 556 17.3 研究吸附单层的其他有用方法 570 17.4 电极上的厚修饰层 573 17.5 修饰层动力学 575 17.6 阻碍层 583 17.7 其他表征电极修饰层的方法 588 17.8 基于电活性层或电极修饰的电化学方法 588 17.9 参考文献 599 17.10 习题 603 第18章 扫描电化学显微镜 604 18.1 原理 604 18.2 渐近曲线 605 18.3 表面形貌与反应活性成像 609 18.4 动力学测量 611 18.5 表面问询 616 18.6 电势型探针 619 18.7 其他应用 620 18.8 扫描电化学池显微镜 622 18.9 参考文献 625 18.10 习题 628 第19章 单颗粒电化学 629 19.1 单颗粒电化学总论 629 19.2 颗粒碰撞实验 629 19.3 超微圆盘电极上的颗粒碰撞速率 631 19.4 纳米颗粒碰撞行为 633 19.5 单原子和原子簇电化学 643 19.6 单分子电化学 646 19.7 参考文献 649 19.8 习题 651 第20章 光电化学和电致化学发光 653 20.1 固体材料 653 20.2 半导体电极 658 20.3 半导体光电化学 665 20.4 溶液中的辐解产物 670 20.5 电致化学发光 671 20.6 参考文献 681 20.7 习题 685 第21章 电化学体系的原位表征 688 21.1 显微技术 688 21.2 石英晶体微天平 695 21.3 紫外-可见光谱法 696 21.4 振动光谱 700 21.5 X射线方法 704 21.6 质谱法 706 21.7 磁共振波谱法 706 21.8 非原位技术 707 21.9 参考文献 710 附录A 数学方法 716 A.1 用拉普拉斯变换技术求解微分方程 716 A.2 Taylor展开式 722 A.3 误差函数和高斯分布 723 A.4 莱布尼兹规则 724 A.5 复数表示法 725 A.6 傅里叶级数和傅里叶变换 726 A.7 参考文献 727 A.8 习题 728 附录B 模拟的基本概念 729 B.1 模型建立 729 B.2 范例 735 B.3 耦合均相动力学 739 B.4 各种技术的边界条件 740 B.5 更复杂的体系 743 B.6 参考文献 743 B.7 习题 744 附录C 参考表 745 参考文献 750 附录D 751 D.1 基本公式 751 D.2 单层膜 752 D.3 简化的传质关系式 752 D.4 25℃时参比电极电势 753 D.5 物理常数 753 D.6 量纲和换算 753 D.7 25℃（298.15K）时导出的常数值 753 索引 755 內容試閱： 自从本书的第一版和第二版分别在1980年和2001年出版后，电化学得到了很大的发展。主要表现为电化学现象得到更好的理解；实验手段更加成熟；新的方法不断涌现。在第三版中，我们力求适应一个不断发展和壮大的领域；同时，拓展该书的价值使其作为该领域一般性的介绍。 我们的总体目标是为学生和新的专业人员提供一个权威的资源，涵盖他们现在必须要知道的成功研究的核心内容。因此，第三版的重点已转移到正在广泛应用的方法学，以及目前所关注的重点问题上。这种新的构想，正如下面概述的那样，导致了本书的范围和组织框架发生了变化。 另外，我们现在要面对的是一个更加广泛的读者群。电化学与能源和环境密切相关，已吸引了教育背景不是化学或化工的大批科学家和工程师。前两版主要是针对化学专业的研究生和从事电化学工作的专业人员，对他们来讲，前期的准备是需要知道物理化学相关知识。在本版中，我们却是以大学普通化学、物理和数学为基础，进行教学。我们试图撰写一本书———独立的，但几乎所有的关键概念都是从化学和物理的基本概念发展而来。 本书包括大量的习题和化学实例，为了使概念阐释清楚，采用了大量的图表，通篇格式适用于教学。这本书可用作大学高年级学生和研究生的正规教材，同时我们也力图使写作方式适于感兴趣的在职读者自修之用。因为我们强调基本原理和应用的范畴，本书继续突出所述方法的数学理论，但是关键思想始终避开烦冗的数学基础。特定的数学基础知识因需要而介绍。每一章后的习题作为教学手段而设计，通常它们扩展了在正文中所介绍的概念，或者展示实验结果如何被转化为基本的结论。本书还引用了大量的文献，但主要包括具有影响力的论文和综述。 全书主要的变动如下: ·增加了全新的第5章（超微电极的稳态伏安法），以支持作者的观点，即现在在方法学序列中稳态伏安法是最佳起点。前两版作为起点的电势阶跃法，现在放在重新设计的第6章（基于电势阶跃的暂态方法）。 ·增加了全新的第15章（内层电极反应与电催化），对于一些重要的复杂反应的电极动力学给出了大篇幅的介绍。 ·第三个新的章节是第19章（单颗粒电化学），探讨了电化学的前沿，即集中于单个基本事件的电化学。 ·第1章（电极过程概论）也进行了重新组织和修订，以提高来自不同背景的电化学新手的使用效率。 ·现在第3章（电极反应的基础动力学）包括一个应用于电极反应更深入处理的Marcus 动力学。 ·第4章（迁移和扩散引起的物质传递）包括一个对于迁移更全面的介绍，现在该问题经常会在与方法学相关的章节中碰到。 ·第11章（电化学阻抗谱与交流伏安法） 更加聚焦于电化学阻抗谱，内容更加充实。 ·第13章（耦合均相化学反应的电极反应）已建立一个由循环伏安法作为主要方法学的研究体系，并介绍了更多的实例。 ·现在第18章（扫描电化学显微镜）作为一个单章用来描述SECM 和SECCM。该主题自从2001年第二版后有很大的进展。 ·第21章（电化学体系的原位表征）已被重新认识和重写，强调了方法的现场或工况能力。 ·所有其他章均对目前的知识和实践进行了清晰、有效的编写。 ·最后，我们在很多章加上了实验室贴士（Lab Notes），用于帮助新手尽快从概念到实验室实际操作的转变。 我们将尽量使第三版与第二版的厚度保持接近，很自然地就删去或缩减了一些内容，以给当前更加关注的研究更多的空间。在这种情况下，新版中注明了这些内容在旧版中对应的章节，以便感兴趣的读者仍然可以在旧版找到相关的内容。通常，我们删去或简化的内容是不常用的技术介绍。除了在实验室贴士这部分，实验室中具体的操作步骤不在本书的范围。 在前言后，读者将会看到一个实用的单元——— “主要符号和缩写”，它们提供了定义、符号、单位和章节引用索引。表1～表5包含了单位及其功能化的替代索引。表5 列出了一些由美国化学会认可的化合物名称及缩写，随后的图1则显示了部分化合物的结构式。通常我们遵循国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）电化学委员会推荐使用的符号[R. Parsons et al.，Pure Appl.Chem.，37，503（1974）]。有些例外是因为沿袭习惯用法或为使符号不致混淆而不得不用的。 与前两版一样，我们应该感谢许多对本书给予帮助的人们。John Wiley & Sons出版社的责任编辑Sarah Higginbotham 和编辑主任Stefanie Volk自始至终给予了很好的判断和默默的支持。Sundaramoorthy Balasubramani在本书的出版过程中是不可或缺的。Cynthia Zoski和Johna Leddy再次慷慨地同意针对书中的习题编写一本习题指南，以及在我们撰写书稿时经常给出的有用的评论。C. Amatore，A. Bond，F. Dalton，B.Dunn，B. Feldman，W. Geiger，P. He，W. R. Heineman，A. Heller，P. Kissinger，S.Lin，S. Minteer，M. Mirkin，B.Mullins，M. Neurock，D. Pletcher，H. Ren，M.Robert，L. Sombers，P. Unwin，J. Wadhawan 和F. Zamborini 等对此书提出了有建设性的意见，并回答了我们提出的疑问。已去世的Jean-Michel Savéant是我们几十年的宝贵同行，对该书的三版均进行了很有帮助的评论。他是我们心中的科学灯塔，是最具远见和高尚品质的代表。我们感谢上述同行们和许多其他的电化学界同仁，在多年的工作中给予我们的启迪。最后，我们也感谢我们的家人对于完成该巨大的工程所给予的无私支持。 Allen J. Bard 得克萨斯大学奥斯汀分校 化学系和电化学中心 Larry R. Faulkner 得克萨斯大学奥斯汀分校 化学系和电化学中心 Henry S. White 犹他大学化学系 2022年2月24日

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