Modern Aspects of Electrochemistry / Volume 36 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Vayenas, Costas G.; Conway, Brian E.; White, Ralph E.

出品人:

页数:323

译者:

出版时间:2002-11-30

价格:USD 150.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306474927

丛书系列:

图书标签:

• 锂电
• Electrochemistry
• Electrochemical Methods
• Electrode Processes
• Surface Chemistry
• Physical Chemistry
• Analytical Chemistry
• Materials Science
• Corrosion
• Energy Storage
• Batteries

现代电化学前沿与展望（暂定名） 一本聚焦于新兴电化学领域、深入探讨基础理论与前沿应用的综合性学术著作 图书简介 本书旨在全面梳理和系统阐述当前电化学研究领域中最具活力和发展潜力的方向，为高年级本科生、研究生、科研人员以及工业界的工程师提供一个深入、前沿且实用的知识平台。不同于传统的电化学教科书侧重于基础原理的构建，本书将视角聚焦于近十年内取得突破性进展的交叉学科领域，深入剖析了这些新技术背后的物理化学基础、材料科学挑战以及工程应用前景。 全书内容结构严谨，逻辑清晰，力求在保持学术深度的同时，兼顾对新兴领域的技术前瞻性。我们避免了对基础电化学概念的冗长回顾，而是直接切入核心研究难点与创新点。 第一部分：能源存储与转化领域的新范式 本部分着重探讨了应对全球能源挑战所需的下一代电化学系统，重点关注了超越传统锂离子电池范畴的新型储能技术，以及高效、可持续的电催化转化过程。 第一章：固态电解质与界面工程的突破 本章深入分析了全固态电池（ASSBs）的物理化学挑战。重点讨论了以下关键内容： 无机固态电解质的晶格缺陷与离子迁移机制： 详细探讨了硫化物、氧化物（如LLZO）和聚合物固态电解质中的本征缺陷类型（空位、间隙离子）如何调控其离子电导率，并引入先进的计算模拟方法（如分子动力学模拟）来预测不同温度和应力下的离子跳跃路径。 电极/固态电解质界面稳定性： 界面接触电阻是制约固态电池性能的核心瓶颈。本章详细阐述了界面副反应（如锂枝晶生长、界面相变）的机理，并介绍了通过表面功能化涂层（如原子层沉积ALD技术制备的超薄陶瓷层）来优化界面兼容性和降低界面阻抗的最新策略。 高电压正极材料与固态电解质的兼容性： 探讨了镍酸锂、高熵氧化物等高电压正极材料在固态电解质环境下的化学稳定性，分析了界面层中形成惰性阻挡相的化学过程。 第二章：液流电池（RFBs）的性能放大与长时储能 针对电网级储能需求，本章聚焦于液流电池技术的材料革新与系统优化。 非贵金属基液流电池体系： 深入研究了锌溴、铁铬、有机硫（如TEMPO、紫精衍生物）等廉价、环境友好型电解质的氧化还原电位、循环稳定性及溶解度限制。特别分析了有机液流电池中，活性物质分子结构设计如何影响其电化学可逆性与存储容量。 质子交换膜与离子选择性： 对比分析了 Nafion 替代品——新型全氟磺酸膜、多孔聚合物膜在选择性离子传输、渗透性与机械强度之间的平衡。探讨了如何通过功能化侧链来抑制活性物质的跨膜迁移，延长电池寿命。 反应动力学与反应器设计： 结合流体力学与电化学工程，分析了反应器内传质限制（扩散与对流）对整体效率的影响，并介绍了三维电极结构（如泡沫镍、碳布）在提升表面积和降低欧姆损耗中的应用。 第三章：电催化二氧化碳还原（CO2RR）的路径探索 本章聚焦于将温室气体转化为高附加值化学品（如CO、甲酸、乙醇、异丙醇）的电化学路径，强调了催化剂的位点特异性控制。 单原子催化剂（SACs）的结构-活性关系： 详细介绍了负载型贵金属（如Pt, Au, Pd）或非贵金属（如Fe, Co, Ni）单原子位点在CO2RR中的作用机制。分析了配位环境（如N/C、S/C骨架）如何精确调控中间体COOH的吸附强度，实现对产物选择性的调控。 分子催化剂的机理研究： 探讨了基于金属有机骨架（MOFs）或均相配合物在水相或非水相中催化CO2还原的电子转移步骤。重点分析了涉及多电子转移的速率决定步骤及其对过电位的敏感性。 电解池的集成与规模化挑战： 讨论了如何在气-液-固三相界面上优化传质，如何设计高电流密度的气体扩散电极（GDEs），以及如何构建高效的电解槽系统以实现工业可行性。 第二部分：先进电化学技术与表征方法 本部分将目光投向支撑电化学研究突破的关键技术和表征手段，这些技术是理解复杂电化学过程本质的钥匙。 第四章：原位/准原位光谱电化学技术 传统电化学表征往往是在平衡状态下进行，无法捕捉瞬态反应过程。本章聚焦于与电化学耦合的光谱技术。 表面增强拉曼散射（SERS）与表面等离子体共振（SPR）： 详细阐述了如何利用这些技术实时监测电极表面吸附物种（如CO、有机中间体）的结构和表面配位状态。分析了不同基底（如Ag纳米颗粒、金纳米阵列）对信号增强和背景抑制的效率。 同步辐射X射线吸收谱（XAS）： 重点介绍XANES和EXAFS如何用于确定催化剂在反应条件下的氧化态变化和局部原子结构重构，尤其适用于理解氧化物和硫化物催化剂的动态演变。 电化学质量学（EQCM）与声波技术： 阐述如何利用质量变化监测电极镀层、沉积或溶解过程，以及石英晶体微天平结合声波技术如何分析界面粘弹性变化，对理解电极结构稳定性至关重要。 第五章：电化学界面中的量子效应与模拟 本章超越了宏观电化学现象，深入到原子尺度的理论计算与理解。 密度泛函理论（DFT）在电催化中的应用： 详细介绍了如何利用DFT计算预测吸附能、反应能垒，并构建火山图（Volcano Plots）来筛选最优催化剂。重点讨论了如何处理电极/电解质界面势能面的准确构建问题。 电化学过程中的溶剂化效应： 探讨了水分子或非水溶剂分子在电荷转移过程中的重排和极化作用，如何影响反应的活化能。引入连续介质模型与显式溶剂化模型的比较分析。 机器学习与高通量筛选： 介绍了如何利用计算化学数据结合机器学习算法（如支持向量机、神经网络）来加速新材料的筛选和性能预测，以指导实验合成。 第三部分：新兴电化学应用领域 本部分关注电化学原理在生物医学、环境修复及特种材料制备中的创新应用。 第六章：生物电化学与传感器技术 本章探讨了电化学方法在生命科学领域的精确监测和诊断中的作用。 酶电催化与生物燃料电池： 深入研究了固定化酶电极的界面设计，如何高效地将生物催化产生的电子转移到电极上。讨论了生物燃料电池（BFCs）中阳极微生物的电子传递机制。 高灵敏度生物分子检测： 重点分析了基于纳米材料（如石墨烯、碳纳米管、量子点）修饰电极在检测痕量生物标志物（如DNA、蛋白质、神经递质）时的增敏机制，包括电荷转移动力学和信号放大策略。 电化学药物递送与调控： 探讨了通过电场或离子电泳实现对药物的靶向释放和渗透，以及电化学刺激在神经调控中的潜在应用。 第七章：电化学在环境修复与水处理中的集成 本章展示了电化学技术在去除难降解污染物方面的优势和工程化潜力。 电芬顿（EFenton）与电化学氧化： 详细对比了传统芬顿反应与电化学活化过氧化氢（H2O2）的效率差异。分析了如何通过电极材料（如掺氮碳材料、铅基合金）控制活性氧物种（如•OH自由基）的产生速率和选择性。 电絮凝与电吸附： 阐述了电化学方法在水体中重金属离子和胶体颗粒去除中的作用机理，包括金属电极溶解、表面电荷中和以及沉淀形成过程的控制。 电化学膜分离技术（CEMs）： 探讨了离子交换膜在脱盐、水回收和污染物浓缩中的应用，重点分析了膜污染（Fouling）的抑制技术，如动态电场辅助清洗。 总结 本书的汇编体现了电化学学科的蓬勃发展和跨学科融合的趋势。它不仅仅是对现有知识的整理，更是对未来数年内可能主导电化学研究方向的前沿热点进行的系统性前瞻。内容涵盖了从原子尺度上的量子模拟到宏观尺度的系统工程设计，为读者提供了理解和推动现代电化学进步的全面视角。

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作为一名对能源存储技术充满好奇心的公众科学爱好者，我一直希望能够更深入地理解现代电化学电池的工作原理。这本《现代电化学进展/第36卷》以一种非常易于理解的方式，将复杂的电化学概念进行了清晰的阐述。我特别喜欢书中对“锂离子电池”的介绍，它不仅仅是描述了正负极材料的组成和充放电过程，更是深入浅出地解释了锂离子在电解质中的传输机制，以及为什么选择特定的电解质能够影响电池的性能。它用非常形象的比喻，比如把锂离子比作在“高速公路”上行驶的车辆，形象地展示了离子传导的快慢对电池整体性能的影响。这本书让我不再觉得电化学是遥不可及的科学，而是能够贴近生活、解决实际问题的关键技术。

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我是一名对科学史和电化学发展历程感兴趣的读者。这本《现代电化学进展/第36卷》虽然是一本介绍前沿技术的书籍，但它在字里行间，让我感受到了电化学这门学科发展的深厚底蕴。书中在介绍最新进展的同时，也会提及一些经典的理论和实验，让我能够将前沿技术与其历史根源联系起来。它不仅仅是一本技术手册，更是一部能够激发我对电化学探索热情的好书，让我对未来电化学技术的发展充满了期待。

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作为一名初学者，我一直渴望找到一本能够系统性地介绍电化学基础理论并兼顾前沿应用的教材。这本《现代电化学进展/第36卷》恰好满足了我的需求。它从最基本的电化学原理出发，逐步深入到各种复杂的电化学过程和应用。我特别欣赏书中对“法拉第电解定律”的讲解，它不仅仅是给出了公式，更是通过大量的实例，如电解水的反应过程，来演示这些定律如何指导我们进行电化学合成。而且，书中对“电化学合成”这一章的详尽介绍，让我了解了如何利用电化学方法来制备各种有机和无机化合物，这对于我未来的研究方向非常有帮助。

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我是一名对电化学在环境修复领域应用感到好奇的科研人员。这本《现代电化学进展/第36卷》在“电化学环境修复”这一章节的内容，给我留下了深刻的印象。书中详细介绍了如何利用“电化学氧化还原”、“电絮凝”等技术来去除水体中的污染物，如重金属离子和有机染料。我特别喜欢书中对于“电化学氧化”的阐述，它深入分析了不同氧化剂在水体中的反应活性，以及如何通过调控电极电势来选择性地降解特定污染物。这些知识对于我正在开展的水污染治理项目，具有很强的参考价值。

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这套《现代电化学进展》的系列图书，特别是这本《第36卷》，简直就像是为我量身打造的，让我对于电化学这门学科有了全新的、更为深刻的理解。我一直对电化学在新能源、材料科学、生物传感等领域的应用充满好奇，但往往在深入研究的过程中，会遇到各种复杂的理论和晦涩的公式，让人望而却步。而这本《第36卷》恰恰能够有效地弥合这一鸿沟。它并没有简单地堆砌公式，而是将抽象的概念通过生动形象的比喻和清晰的逻辑链条展现在读者面前。例如，在探讨电极动力学时，它不仅仅是介绍了过电位和交换电流密度这些基本概念，更是通过类比生活中的实际现象，比如“交通堵塞”来解释反应速率的限制因素，这种方式让我瞬间茅塞顿开，不再被繁杂的理论所困扰。

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作为一名在工业界从事催化剂研发的工程师，我一直在寻找能够提升电化学催化效率的新思路和新方法。这本《现代电化学进展/第36卷》对我来说，就像是一个宝库。它在讨论电化学催化剂的设计与性能表征时，提供了非常详尽的指导。我尤其关注书中关于“氧还原反应（ORR）”和“析氢反应（HER）”催化剂的部分。书中不仅介绍了最前沿的非贵金属催化剂，还详细解释了如何通过调控催化剂的电子结构、表面形貌以及与载体的相互作用来优化其催化活性。更重要的是，它还探讨了在实际电化学装置中，催化剂的稳定性和耐久性问题，以及如何通过原位表征技术来理解催化反应的动态过程。这些内容对于我设计更高效、更稳定的电催化剂，以及优化电化学反应器的设计，提供了非常宝贵的思路。

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我是一名在腐蚀与防护领域工作的工程师，一直关注着如何利用电化学手段来理解和抑制金属材料的腐蚀。这本《现代电化学进展/第36卷》在这方面的内容，对我来说是极具价值的。书中对于“电化学腐蚀监测”和“阴极保护”等技术的阐述，非常全面和深入。它不仅仅介绍了各种腐蚀监测方法的原理，还详细分析了如何利用电化学阻抗谱（EIS）等技术来实时评估金属结构的腐蚀状态。我特别欣赏书中关于“智能缓蚀剂”的章节，它探讨了如何设计能够根据腐蚀环境的变化而主动调节其缓蚀性能的材料，这为我开发更高效、更环保的腐蚀防护方案提供了新的思路。

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作为一名在半导体制造领域工作的技术人员，我一直关注着电化学在微电子制造中的应用。这本《现代电化学进展/第36卷》在“电化学沉积”和“电化学抛光”等章节的内容，为我提供了很多有用的信息。书中详细介绍了如何通过精确控制电化学参数，如电流密度、电解液组成等，来制备高质量的金属薄膜和纳米结构。我特别欣赏书中对“选择性电化学抛光”的介绍，它能够实现对特定区域的精确抛光，这对于提高集成电路的表面平整度和可靠性至关重要。

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我是一名对生物传感器领域充满热情的学术研究者，一直致力于开发更灵敏、更特异的生物检测技术。这本《现代电化学进展/第36卷》在生物电化学部分的内容，给了我极大的启发。书中对“酶电极”、“核酸适配体传感器”等最新生物传感技术的介绍，都非常细致和深入。它不仅仅是描述了这些传感器的基本工作原理，更重要的是，它详细分析了如何通过优化电极材料、固定技术以及信号放大策略来提高传感器的灵敏度和选择性。我特别欣赏书中关于“抗体修饰电极”的章节，它深入探讨了抗体与抗原相互作用的电化学信号响应机制，以及如何通过改变连接臂的长度和性质来优化检测效率。这些知识对于我正在开发的用于早期疾病诊断的生物传感器项目，具有极强的实践指导意义。

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我是一名对电化学电池技术特别感兴趣的研究生，一直试图深入了解当前电池材料研究的前沿动态，以及支撑这些前沿研究的理论基础。在阅读《现代电化学进展/第36卷》的过程中，我感到非常惊喜。这本书在描述最新的电极材料和电解质体系时，其叙述逻辑非常严谨，但又充满了启发性。它不仅仅罗列了各种材料的化学式和晶体结构，更重要的是，它详细剖析了这些材料为何能够在电化学体系中表现出优异的性能，比如其电荷传输机制、离子的扩散行为以及界面反应的微观过程。我特别欣赏书中对于“固态电解质”那一章节的阐述，它不仅仅介绍了不同类型的固态电解质，还深入分析了它们的离子电导率、界面稳定性和实际应用中的挑战，这些细节对于我正在进行的高能量密度固态电池研究非常有指导意义。

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