作者：（英）理查德 G.康普顿等著 ;王伟等译
页数：308
出版社：科学出版社
出版日期：2023
ISBN：9787030762320
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内容简介
本书重点讲解了多种类型的伏安法，如循环伏安法、微电极上的伏安法、流体动力学电极等的实验设计、思路说明及数据解读。读者可以从未接触过电化学或伏安法，但是需要具备与硕士研究生水平相当的物理化学知识，以理解本书前三章提供的基础性内容（分别为平衡电化学与能斯特方程、电极动力学和扩散）。本书的内容较为完备，同时给出了文中提到的重要研究论文的参考文献，以便读者由此跟进相关领域的发展。
作者简介
Richard G.Compton，是英国牛津大学化学教授，欧洲科学院院士，英国皇家化学学会(RSC)、国际电化学学会(ISE)会士，中国科学院合肥物质科学研究院外国专家特聘研究员、四川大学终身荣誉教授。Compton对基础和应用电化学以及纳米化学相关的电分析均有系统研究，至今已发表超过1500 篇文章，并拥有大量专利。
Craig E.Banks，是英国曼彻斯特城市大学的讲座教授、中南大学的终身荣誉教授。Craig致力于二维材料(包括石墨和石墨烯)的电化学性质方面的研究，迄今已发表超过400篇的相关论文，拥有18个专利族，并获得2011年英国皇家化学学会的Harrison-Meldola Memorial Prize(哈里森-梅尔多拉纪念奖)。
王伟，南京大学教授、博士生导师，长期从事纳米电化学和单颗粒电化学研究，先后获得优秀青年科学基金和国家杰出青年科学基金项目资助。现担任Analytical and Bioanalytical Chemistry、Advanced Sensors and Energy Materials副主编，以及Analytical Chemistry、《电化学》青年编委。曾获中国青年科技奖、中国电化学青年奖等学术奖励和荣誉。
周一歌，湖南大学教授、博士生导师，优秀青年科学基金获得者，化学生物传感与计量学国家重点实验室副主任。本科与硕士毕业于南京大学，博士毕业于牛津大学，并先后在加拿大多伦多大学和美国西北大学从事博士后研究。长期从事单实体碰撞电分析化学的基础研究及应用拓展，曾获湖南省第十一届“青年科技奖”等荣誉。现担任湖南省政协委员、九三学社湖南省青年工作室副主任，以及ACS Sensors顾问编委、Chinese Chemical Letters编委、《电化学》青年编委、中国颗粒学会青年理事等。
纪效波，中南大学二级教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、教育部青年长江学者、科睿唯安全球高被引科学家。长期从事钠离子电池基础及应用研究，在Advanced Materials、Angewandte Chemie等国际期刊上发表400余篇SCI论文，他引共计31300余次，H指数为96；获授权中国发明专利72项。担任国际期刊Battery Energy、Electrochemistry Communications副编辑、中国有色金属学会冶金物理化学学术委员会秘书长。主持国家重点研发计划课题1项、国家自然科学基金7项。曾获湖南省自然科学一等奖（1/6）、全国有色金属优秀青年科技奖、湖南省青年科技奖、湖南省优秀研究生导师、宝钢优秀教师奖、湖南省科学技术创新团队奖（7/15）。
本书特色
书中针对多类体系提供了丰富的伏安数据，有大量真实伏安图的图解，以及相应的基础数学公式和机理讲解，是一本极为有用、指导性很强的专业书籍。
书中针对多类体系提供了丰富的伏安数据，有大量真实伏安图的图解，以及相应的基础数学公式和机理讲解，是一本极为有用、指导性很强的专业书籍。
“书中针对多类体系提供了丰富的伏安数据，有大量真实伏安图的图解，以及相应的基础数学公式和机理讲解，对不了解该领域的读者来说非常有帮助。这是一本极为有用、指导性很强的专业书籍。”
——Chemistry & Industry期刊
“这是一部富有见解、适宜教学的杰出著作，适合包括化学、工程学、物理学、生态学等多个学科领域的广大科技工作者、教师和学生研读。”
——Reviews期刊
目录
前言
关于作者
1 平衡电化学和Nernst方程
1.1 化学平衡
1.2 电化学平衡：简介
1.3 电化学平衡：溶液-电极界面的电子转移
1.4 电化学平衡：Nernst方程
1.5 Walther Hermann Nernst
1.6 参比电极和电极电势的测量
1.7 氢电极作为参比电极
1.8 标准电极电势与形式电势
1.9 形式电势与实验伏安法
1.10 电极过程：动力学vs.热力学
参考文献
2 电极动力学
2.1 电流和反应通量
2.2 研究电极动力学需要三个电极
2.3 Butler-Volmer动力学
2.4 标准电化学速率常数和形式电势
2.5 需要支持电解质的原因
2.6 Tafel定律
2.7 Julius Tafel
2.8 多步电子转移过程
2.9 Tafel分析与析氢反应
2.10 为什么一些标准电化学速率常数很大而另一些很小？电子转移的Marcus理论简介
2.11 进一步探讨Marcus理论：内球和外球电子转移
2.12 进一步探讨Marcus理论：绝热反应和非绝热反应
2.13 进一步探讨Marcus理论：计算活化Gibbs能
2.14 Marcus理论与Butler-Volmer动力学的关系
2.15 Marcus理论与实验——成功吻合
2.16 Marcus理论的延伸：电子的Fermi-Dirac分布。对称与非对称Marcus-Hush理论
参考文献
3 扩散
3.1 Fick第一扩散定律
3.2 Fick第二扩散定律
3.3 Fick定律的分子基础
3.4 Fick是如何发现扩散定律的？
3.5 Cottrell方程：解Fick第二定律
3.6 Cottrell难题：扩散系数不等的情况
3.7 Nernst扩散层
3.8 传质vs.电极动力学：稳态的电流-电势波形
3.9 传质校正后的Tafel关系
参考文献
4 宏电极上的循环伏安法
4.1 循环伏安法：实验部分
4.2 循环伏安法：解传输方程
4.3 循环伏安法：可逆与不可逆动力学
4.4 什么决定了“可逆”和“不可逆”行为？
4.5 可逆和不可逆行为：电势扫描速率的影响
4.6 可逆vs.不可逆伏安法：小结
4.7 循环伏安图的测量：五个实际问题
4.8 扩散系数不相等（DADB）的影响
4.9 多电子转移：可逆电极动力学
4.10 多电子转移：不可逆电极动力学
4.11 pH对循环伏安法的影响
4.12 方框图
4.13 电极动力学中可同时发生两电子转移？
参考文献
5 微电极上的循环伏安法
5.1 基于球形或半球形电极的Cottrell方程
5.2 微盘电极上电势阶跃的瞬态响应
5.3 微电极具有很大的电流密度和快速的响应时间
5.4 微盘电极的电势阶跃计时电流法的应用
5.5 微盘电极上的双电势阶跃计时电流法探究电生成物质的扩散系数
5.6 使用微电极的循环和线性扫描伏安法
5.7 微盘电极上的稳态伏安测量
5.8 微电极vs.宏电极
5.9 超快循环伏安法：扫描速率为兆伏特每秒
5.10 超小电极：在纳米尺度上进行研究
参考文献
6 异质表面的伏安法
6.1 部分阻塞电极
6.2 微电极阵列
6.3 高度有序热解石墨电极的伏安法
6.4 电化学异质电极
6.5 多孔膜覆盖的电极
6.6 伏安粒度分析
6.7 扫描电化学显微镜
参考文献
7 循环伏安法：耦合均相动力学和吸附现象
7.1 均相耦合反应：科学表述与示例
7.2 修正Fick第二定律以描述化学反应
7.3 EC反应的循环伏安特征
7.4 参数K1和Λ是如何推导出来的？
7.5 EC2反应的循环伏安特征
7.6 EC与EC2过程的实例
7.7 ECE过程
7.8 ECE vs.DISP
7.9 CE机理
7.10 EC′（催化）机理
7.11 吸附现象
7.12 液滴和固体颗粒的伏安法研究
参考文献
8 流体动力学电极
8.1 对流
8.2 修改Fick定律以用于描述对流
8.3 旋转圆盘电极：简介
8.4 旋转圆盘电极理论
8.5 Osborne Reynolds（1842—1912）
8.6 旋转圆盘电极理论的延伸
8.7 旋转圆盘电极上的计时电流法：展示模拟研究重要性的一个例证
8.8 旋转圆盘和耦合均相动力学
8.9 通道电极：简介
8.10 通道电极：Levich方程的推导
8.11 通道流通池和耦合均相动力学
8.12 通道电极上的计时电流法
8.13 通道电极不是“均一可及的”
8.14 通道微电极
8.15 用于机理电化学的通道微带电极阵列
8.16 高速通道电极
8.17 基于碰撞喷射的流体动力学电极
8.18 超声伏安法
参考文献
9 用于电分析的伏安法
9.1 电势阶跃伏安技术
9.2 微分脉冲伏安法
9.3 方波伏安法
9.4 溶出伏安法
9.5 超声电分析
参考文献
10 弱支持介质中的伏安法：电迁移和其他效应
10.1 充分支持伏安法中的电势和电场
10.2 带电电极周围的离子分布
10.3 电极-溶液界面：Gouy-Chapman理论之上的发展
10.4 双电层对电极动力学的影响：Frumkin效应
10.5 A.N.Frumkin
10.6 通过扩散和电迁移的传输
10.7 离子迁移率的测量
10.8 液接电势
10.9 弱支持介质中的计时电流法和循环伏安法
参考文献
11 纳米尺度下的伏安法
11.1 向支撑在电极上的粒子传质
11.2 纳米粒子伏安法：电极尺寸缩小改变传质
11.3 纳米尺度上化学行为的变化
11.4 溶液中纳米粒子的电化学研究：“纳米碰撞”
参考文献
附录
电极过程的模拟
A.1 Fick第一和第二定律
A.2 边界条件
A.3 有限差分方程
A.4 后向隐式法
A.5 小结
参考文献
索引
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