吸氧腐蚀的实验创新设计

使用被氯化钠溶液浸湿的2片滤纸包住锌片和铜片,连接好电流表构成原电池,使学生能够直观地看到吸氧腐蚀的现象,推测出原电池正负极的电极反应原理,从而进一步理解课本中的铁的吸氧腐蚀是由于铁钉中含有碳等杂质与铁形成的微电池的电化学腐蚀原理。     

《应用电化学基础》

本书是电化学专业入门学习的基础读物,介绍电化学基础理论以及少量常见的应用电化学知识,包括电化学的定义及研究内容、电化学技术应用、电化学史话等;化学电池、电极与电解质溶液,实用电池与电解的应用,电极电势与电池电动势,平衡态电化学,电极过程动力学;电化学测试的基础术语及常用的电化学测试技术;腐蚀电化学的基本原理与术语、金属腐蚀破坏的形态与金属在自然环境中的腐蚀、防腐蚀技术与腐蚀监测等。     

纯铝在KOH-乙醇溶液中的电化学行为

研究纯铝在KOH 乙醇溶液中的电化学行为,腐蚀失重、极化曲线、EIS和恒电流放电实验表明,该体系纯铝的腐蚀速率极小,因而有可能应用于密闭电池,并可在相当宽的电位范围内保持一定的活性.放电的终止可能是由于放电产物在电极表面堆积引起的.     

电化学转换反应及其在二次电池中的应用

电化学转换反应作为一种新的电极反应机制,近年来受到相当多的关注. 转换反应不仅能够利用金属化合物的多价态氧化还原,大幅度提高电化学容量利用率,而且对于主体晶格的结构、嵌脱阳离子的尺寸并无特殊要求,可以应用于众多不同种类的金属化合物,针对不同的金属离子设计高容量正负极活性材料. 因此,基于转换反应构建高容量电极材料正成为二次电池发展的一个新方向. 本文简要分析了电化学转换反应的基本原理和实现条件,并结合作者课题组近年来的研究工作探讨了这类反应在锂离子及钠离子电池中的潜在应用.     

“钢铁电化学腐蚀原理的再认识”项目式教学

以"钢铁电化学腐蚀原理的再认识"为项目，教师用"项目式教学"的方式引导学生深入地认识钢铁电化学腐蚀原理。详细介绍了教师如何确立项目，如何规划项目，如何实施项目。学生在原有金属腐蚀原理的基础上，又学习了氧浓差电池腐蚀，对原电池的原理有了更加深入的理解。根据氧浓差电池腐蚀的特点，学生提炼了一个合理的简易判据来判断氧浓差电池腐蚀。项目结束之后，学生利用思维导图重新构建了金属腐蚀和防护的知识结构。     

金属电化学腐蚀的实验探究

金属的电化学腐蚀是高二化学新教材(人教版)“原电池原理及其应用”一节的教学难点,教师按照传统的教学方法向学生讲清楚钢铁在潮湿空气里形成原电池时正、负极发生的反应并不容易。笔者在教学实践中采用实验探究式教学,把课堂教学与研究性学习结合起来,引导学生通过自主活动来探究金属电化学腐蚀的一些规律,既有助于理解、巩固化学知识,又能培养学生的实践能力和探究精神。     

单体动态电化学

由于个体的差异性和异质性作用,整体平均测量掩盖了个体的本征性质和电化学性能之间的关联.单体碰撞电化学作为一种强大而方便的电化学方法,已被用于研究超微电极上自由扩散的单个个体随机碰撞过程中的电化学行为.然而,个体的动态行为与其电化学反应过程息息相关.因此,对于单体动态电化学行为的研究可实时获取单体在电极界面上的动态电化学反应信息,也将有助于理解电极界面电荷或电子的动态转移过程.本文重点围绕单体动态电化学行为的研究,通过单个纳米颗粒在电极表面碰撞事件中产生的瞬时电流响应追踪其动态电化学反应过程,进而推广到其他单体动态电化学行为的研究.同时,单体电化学方法结合光学显微成像技术作为高时空分辨的研究手段提供了充分信息全面地反映了单个实体的动态电化学反应动力学过程和反应机制,最后讨论了该领域面临的科学挑战并展望了未来的研究方向.     

电化学反应及其腐蚀

氧化―还原反应是普遍存在的一类重要的反应。冶金、锈蚀及许多化工生产都涉及到氧化―还原反应。氧化―还原反应的本质是电子得失或偏移,如何通过化学能转变为电能,使氧化―还原反应获得或失去电子等,是化学教学中的重点和难点。文章介绍了氧化―还原反应中电化学的概念和原电池的原理,利用电化学的知识来解释一些电化学腐蚀现象。     

电化学质谱在锂-氧电池研究中的应用

质谱技术与电化学方法相结合,能原位或在线检测电化学反应的中间产物和最终产物,利于深入研究电极反应机理. 本文结合作者应用电化学质谱研究锂-氧电池反应机理的科研背景,综述了目前该技术在研究锂-氧电池体系中的电解液、电极材料和催化剂的进展情况,此外还介绍了电池体系中的不可逆副反应对电池充放电过程的影响.     

锂离子电池的电化学阻抗谱分析研究进展

锂离子电池的电化学阻抗谱（EIS）是研究电化学系统最有力的实验方法之一,在过去的20多年中,EIS 被广泛应用于锂离子电池研究和生产领域,包括研究电极界面反应机理和容量衰减机制,测定相关电极过程动力学参数和电池的健康状态、荷电状态以及电池的内阻。本文分析了锂离子电池中电极极化过程包含的3 个基本物理化学过程———电子输运、离子输运和电化学反应过程,探讨了每一基本物理化学过程包含的步骤及其EIS 谱特征,详细论述了与电子输运相关的基本物理化学过程———接触阻抗和感抗产生的机制;介绍了多孔电极理论及其在锂离子电池中的应用,阐述了基于多孔电极理论进行阻抗谱数值模拟的建模原理与方法。 综述了石墨、硅、二元3d 过渡金属氧化物、LiCoO₂、尖晶石LiMn2O4、LiFePO4、尖晶石Li4Ti5O12、过渡金属氟化物材料等电极的典型阻抗谱特征和各时间常数的归属问题。最后讨论了EIS现存的问题及未来的发展方向。     

锌电极电化学行为Ⅵ.锌粉在碱性电解液中的电化学腐蚀

锌电极是广泛使用于一次和二次电池中的阳极材料. 在二次电池中主要是以锌粉作为电极材料. 长期以来,由于锌粉电极在充放电过程中发生形变和枝晶生长等^[1],致使它组成的二 次电池循环寿命差. 为了研究锌粉在碱性电解液中的腐蚀行为,人们通常是使用锌盘电极来模拟锌粉的情况^[2]. 但是锌盘与锌粉不同. 为此,我们采用电解沉积锌粉于锌盘电极上,制成 粉状电极研究锌粉在碱性溶液中的腐蚀行为及一些非离子型有机缓蚀剂对锌粉的缓蚀作用     

纳米气泡电化学研究进展

纳米气泡广泛存在于许多自然现象和工业生产过程,其自身具有独特的物理化学性质.由于涉及气体反应的纳米电催化及能源转化技术的迅速发展,有关纳米气泡的电化学研究越来越受研究者的关注.针对电极界面纳米气泡的研究不仅有助于实现对气泡行为的调控,指导催化剂电极界面的合理设计以提高电催化效率,也可以从科学上去了解纳米催化剂本征电催化机制与特性,同时还能加深对相变成核这一基本物理化学现象的理解.本文重点综述了电极界面上微纳气泡的电化学研究方法和进展,介绍了基于纳米圆盘电极和电化学池显微镜的单个纳米气泡电化学研究方法,并分析了界面纳米气泡的动态稳定性机制.我们还概括了近年来光学显微术用于电化学产生的微纳气泡的成像研究.最后我们讨论了本领域的主要挑战并展望了未来的发展趋势.     

金属氧化物电化学电容器

电化学电容器是一类利用电化学双电层或电极材料在电极表面及体相发生的氧化还原反应而存储能量的装置，具有高比能量、良好的可逆性和长循环寿命。金属氧化物电极目前主要有贵金属氧化物和过渡金属氧化物。本文简要介绍了金属氧化物电化学电容器的储能机理、特点及应用，总结了电极材料的制备及改性方法；并简要评述了电极材料的研究进展。     

液态金属电极的电化学储能应用

液态金属电极电导率高,电极界面容易构建,在充放电过程中可有效避免电极结构形变、枝晶生长等问题,在储能电池领域具有重要应用价值. 本文主要讨论了液态金属电极在液态金属电池、钠硫电池和ZEBRA电池中的应用进展,重点介绍了液态金属电池关键材料体系、充放电机制及电池构型等,评述了液态金属电极储能应用中涉及的熔盐电解质、固态陶瓷隔膜、多场影响因素等方面的重要研究进展,分析了高温密封、腐蚀防护等关键问题,明确了液态金属电极在储能电池应用中的发展方向.     

锂离子电池的电化学阻抗谱分析

电化学阻抗谱(EIS)是研究电极/电解质界面发生的电化学过程的最有力工具之一,广泛应用于研究锂离子在锂离子电池嵌合物电极活性材料中的嵌入和脱出过程。本文从分析嵌合物电极的EIS谱特征入手,探讨了电化学阻抗谱中各时间常数的归属问题,重点讨论了与锂离子嵌脱过程相关的动力学参数,如电荷传递电阻、活性材料的电子电阻、扩散以及锂离子扩散迁移通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的电阻等,对电极极化电位和温度的依赖关系。     

电极电势:从电化学势说起*

对于原电池,电极电势的本质是化学体系对电极材料上电子势能的影响,其正负极电势差反映化学能向电能转化的趋势。电极界面上化学物质的氧化/还原反应是通过何种途径影响到电极上电子势能的,现有的教材和论著没有给出明确的解释。本文基于相间电化学势平衡原则阐明了固液界面上离子平衡与电极上电子电势的关系,并由此给出了标准电势的物理含义:它是构成电极体系一系列物性参数的组合,包括被测电极的电子、离子化学势,工作电极电解液的离子化学势,参比电极的电子、离子化学势和参比电极电解液的离子化学势等。     

海洋微生物对316不锈钢的电化学腐蚀行为

采用自腐蚀电位、电化学极化曲线、电化学阻抗谱技术研究了316不锈钢在无菌培养基介质和海水微生物接种培养有菌培养基介质中不同周期的腐蚀行为．结果表明,316不锈钢电极在有菌介质中比在无菌介质中的腐蚀电流密度大,腐蚀电位负移,微生物加速了不锈钢的腐蚀速度．随着浸泡时间的增加,有菌介质中的不锈钢电极极化电阻值逐渐减小,表明了海洋微生物的附着和繁殖加速了316不锈钢的腐蚀速率,降低了其在海洋环境中的耐蚀性．     

镍纳米线电极的电化学氧化还原行为及其对乙醇的电化学氧化催化作用

镍电极;电池;电催化;镍纳米线电极的电化学氧化还原行为及其对乙醇的电化学氧化催化作用     

基于超微电极的原位电化学拉曼光谱

原位电化学拉曼光谱是一种重要的光谱电化学技术.基于超微电极的原位电化学拉曼光谱将拉曼光谱反映的结构信息与电极表面的电化学过程从实验上严格对应和关联,为深刻理解电化学反应机理提供依据.本文综述了采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱的研究方法和应用进展,总结了应用超微电极作为工作电极开展电化学拉曼光谱实验的方法和具有表面增强拉曼活性的超微电极制备方法,展示了如何利用在超微电极表面获得的拉曼光谱与界面电化学过程的严格关联研究单个锌颗粒电化学氧化过程、吡啶分子在Au电极表面的电化学吸附过程,以及如何利用该技术能以高的信噪比和灵敏度同时测量光电流与分子反应这一特性研究对巯基苯胺选择性光氧化反应.采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱技术极大拓展了拉曼光谱技术的研究范围,有望成为探索(光)电化学反应的有力工具.     

电化学认识模型及其在高三原电池复习教学中的应用

综述了关于高中原电池教与学的已有研究,分析了电化学知识要求和学生电化学认识特点,从电化学的本体维度、认识维度和问题维度,构建并提出了高中电化学认识模型,并在高三原电池复习教学中进行了应用,针对分析型任务和设计型任务进行对比性教学实验。通过对学生电化学认识发展的前后测及其对比统计分析,并结合学生访谈对教学效果进行了检验,在此基础之上进一步分析和概括了基于电化学认识模型建构的原电池复习教学有效策略。