基本信息

• 商品名稱：電催化(精)/電化學叢書
• 作者：孫世剛
• 代碼：198
• 出版社：化學工業
• 書號：9787122171832

其他參考信息

• 出版時間：2013-11-01
• 印刷時間：2021-04-23
• 版次：1
• 印次：7
• 開本：
• 頁數：663
• 字數：883千字

內容提要

本書由電催化基礎和重要電催化過程兩部分組成。內容包括從納米結構、表面結構、電子結構出發認識電催化過程和催化劑材料的性質，到電催化劑的理論設計、理論模擬和制備；從氫、氧及有機分子電催化基礎，到燃料電池、太陽能電池、生物電化學乃至工業電化學過程等電催化應用。本書在內容的選擇上，既注重基礎知識和研究方法的介紹，同時又緊緊圍繞前沿方向。
    本書既適合選擇電催化、電化學、催化化學、表面科學、材料科學等學科作為研究方向的研究生，也適合從事電催化及相關領域科學研究和技術研發的科技工作者參考。

作者簡介

無

目錄

第1章電催化基礎與應用研究進展
1?1電化學的發展歷史1
1?2電催化反應的基本規律和兩類電催化反應及其共同特點3
1?3研究電極過程的經典電化學方法、表面分析技術和電化學原位譜學方法5
1?3?1經典電化學研究方法5
1?3?2非傳統電化學研究方法及其進展7
1?4電催化劑的電子結構效應和表面結構效應12
1?4?1電子結構效應對電催化反應速度的影響12
1?4?2表面結構效應對電催化反應速度的影響15
1?5一些實際電催化體繫的分析和討論20
1?5?1納米粒子的組成及其對電催化性能的影響20
1?5?2催化劑載體對電催化性能的影響21
1?5?3納米粒子的表面結構對其電催化性能的影響22
1?5?4納米尺度電催化劑活性的比較與關聯25
1?6總結與展望28
參考文獻29
第2章電催化表面結構效應與金屬納米粒子催化劑表面結構控制合成
2?1電催化表面結構效應33
2?1?1金屬單晶面及其表面原子排列結構33
2?1?2晶面結構效應34
2?2金屬納米粒子的表面結構控制合成及其電催化39
2?2?1納米粒子形狀與晶面的關繫39
2?2?2晶體生長規律41
2?2?3低表面能金屬納米粒子的控制合成及其催化性能研究44
2?2?4高表面能金屬納米粒子的控制合成及其電催化51
2?3總結與展望67
參考文獻69
第3章電催化中的電子效應與協同效應
3?1金屬表面吸附作用的物理化學基礎75
3?1?1金屬的電子能帶結構75
3?1?2吸附質與金屬表面的相互作用79
3?1?3吸附作用的密度泛函理論計算82
3?2催化作用中的電子效應與協同效應85
3?2?1吸附作用的電子特征描述85
3?2?2金屬表面反應性及其電子效應調控89
3?2?3催化作用中的協同效應91
3?3研究實例93
3?3?1氧還原反應Pt合金催化劑的電子效應93
3?3?2甲酸氧化反應Pd合金催化劑的表面反應性調控98
3?3?3氫氧化反應Ni催化劑d帶反應性的選擇性抑制101
3?3?4利用幾何效應調控Pt催化甲醇氧化的反應選擇性103
3?3?5Pt?Ru電催化協同效應的直接觀測105
3?3?6Pd?Au合金表面H吸附與CO吸附所需的 小Pd原子聚集體108
參考文獻110
第4章電催化劑的設計與理論模擬
4?1電極/溶液界面電荷傳遞過程的量子效應114
4?1?1電子轉移反應的基本類型114
4?1?2電子轉移的基本原理115
4?1?3Marcus的電子轉移理論117
4?1?4電極/溶液界面電子的隧道效應123
4?2電極/溶液界面的量子化學模擬128
4?2?1計算方法與模型128
4?2?2催化劑的反應活性和電子構型的計算134
4?2?3溶劑效應150
4?2?4電極電勢的模擬159
4?3電極過程動力學模擬及其應用169
4?3?1氧氣電催化還原169
4?3?2甲醇電催化氧化176
4?3?3電催化非線性動力學過程模擬180
4?4總結與展望190
參考文獻190
第5章燃料電池催化劑新材料
5?1質子交換膜燃料電池及催化劑概述196
5?2陽極催化劑200
5?2?1氫?氧燃料電池陽極催化劑200
5?2?2DMFC陽極催化劑202
5?2?3DFAFC陽極催化劑212
5?2?4DEFC陽極催化劑220
5?3陰極催化劑224
5?3?1陰極氧電還原機理224
5?3?2鉑基催化劑225
5?3?3非鉑基金屬催化劑227
5?4催化劑制備方法231
5?4?1浸漬?液相還原法231
5?4?2膠體法233
5?4?3微乳液法235
5?4?4電化學法235
5?4?5氣相還原法236
5?4?6氣相沉積法237
5?4?7高溫合金化法237
5?4?8羰基簇合物法237
5?4?9預沉澱法238
5?4?10離子液體法238
5?4?11噴霧熱解法238
5?4?12固相反應法239
5?4?13多醇過程法240
5?4?14微波法240
5?4?15組合法241
5?4?16離子交換法241
5?4?17輻照法241
5?5載體242
5?5?1炭黑242
5?5?2中孔碳243
5?5?3CNTs245
5?5?4碳凝膠247
5?5?5空心碳247
5?5?6碳卷249
5?5?7碳纖維250
5?5?8碳納米分子篩250
5?5?9碳化鎢251
5?5?10硬碳252
5?5?11碳納米籠252
5?5?12金剛石252
5?5?13富勒烯252
5?5?14石墨烯253
參考文獻253
第6章氫電極電催化
6?1氫電極反應及其電催化概述270
6?2氫的電化學吸附273
6?2?1氫的欠電勢吸附274
6?2?2氫的過電勢吸附278
6?2?3氫吸附的譜學技術研究280
6?2?4氫吸附的理論計算研究281
6?3氫電極反應機理286
6?4氫電極反應動力學288
6?4?1氫電極反應交換電流密度的測量288
6?4?2交換電流密度的火山關繫圖290
6?4?3溫度對氫電極反應動力學的影響294
6?5氫電催化的Pt表面結構效應296
6?6氫電催化的鉑納米粒徑效應297
6?7總結與展望302
參考文獻304
第7章鉑基催化劑上的氧還原電催化
7?1概述307
7?2Pt單質金屬催化劑309
7?2?1Pt單晶的晶面取向、陰離子吸附對氧還原性能的影響309
7?2?2Pt納米催化劑的粒徑效應314
7?3模型電催化劑的氧還原行為323
7?4Pt及其合金的氧還原活性趨勢的理論預期329
7?5Pt基金屬納米催化劑334
7?6ORR機理的研究進展338
7?7總結與展望343
參考文獻344
第8章幾種代氫燃料分子的直接電催化氧化
8?1硼氫化物的直接電催化氧化353
8?1?1硼氫化物作為代氫陽極燃料的優勢與問題353
8?1?2不同金屬上硼氫化物電氧化的基本行為354
8?1?3BH-4在金屬電極上的電氧化模型360
8?1?4硼氫化物的直接電催化氧化小結364
8?2氨的直接電催化氧化364
8?2?1氨的直接電催化氧化概述364
8?2?2氨在Pt及其合金上的電氧化行為365
8?2?3氨在金屬鎳上的電氧化行為371
8?3硼氮烷作為陽極燃料的電催化376
8?3?1硼氮烷作為陽極燃料的電催化概述376
8?3?2BH3NH3在Ag電極上的電氧化377
8?3?3幾種典型催化劑上硼氮烷的直接電氧化381
8?3?4總結與展望385
參考文獻385
第9章有機小分子電催化
9?1概述388
9?2 CO的電催化氧化390
9?2?1CO在金屬表面的吸附390
9?2?2CO在Pt表面電氧化391
9?2?3納米Pt表面CO的電氧化：尺寸及晶面效應394
9?2?4Pt?Ru合金表面CO電氧化的“雙功能機理”395
9?2?5d帶能級與表面偏析對電催化的影響397
9?3甲醇的陽極氧化399
9?3?1甲醇的電氧化機理399
9?3?2甲醇電氧化催化劑的設計400
9?4甲酸的電催化氧化402
9?4?1Pt表面甲酸電氧化機理402
9?4?2Pd表面甲酸電氧化404
9?4?3甲酸電氧化催化劑的設計405
9?5乙醇的電催化氧化407
9?6堿性環境中C1小分子的電氧化408
9?6?1堿性條件下CO電催化氧化409
9?6?2堿性條件下甲醇的電催化氧化409
9?7總結與展望411
參考文獻412
0章酶電催化
10?1酶的基本結構與功能418
10?1?1酶的基本概念418
10?1?2酶的活性中心418
10?1?3酶的一級結構與催化功能的關繫419
10?1?4酶的二級和三級結構與催化功能的關繫419
10?1?5酶的四級結構與催化功能的關繫421
10?2酶催化反應的一般理論422
10?2?1酶催化反應理論422
10?2?2酶催化反應的動力學424
10?2?3酶催化反應的動力學參數的求取426
10?3酶催化反應的電化學427
10?3?1酶催化反應的電化學研究方法427
10?3?2酶催化反應的電流理論434
10?3?3酶在電極表面的固定439
10?4酶催化電化學研究的幾個重要例子451
10?4?1葡萄糖氧化酶452
10?4?2反丁烯二酸還原酶和丁二酸脫氫酶454
10?4?3過氧化物酶459
10?4?4鉬氧轉移酶462
10?4?5細胞色素P450酶467
10?4?6氫酶469
10?4?7含銅氧化酶471
10?5酶電化學催化的應用472
10?5?1用於底物的定量測定473
10?5?2用作生物燃料電池的電極催化劑478
10?5?3電化學免疫分析482
10?5?4DNA雜交檢測483
參考文獻484
1章光電催化
11?1概述495
11?2光電催化原理498
11?2?1太陽能光電催化原理498
11?2?2環境光電催化原理503
11?3光電催化劑與光電催化反應507
11?3?1TiO2光電催化劑的制備507
11?3?2提高TiO2光催化活性的途徑510
11?3?3WO3光電催化劑512
11?3?4CdS光電催化劑514
11?3?5ZnO光電催化劑515
11?3?6新型配合物半導體光電催化劑517
11?3?7具有光電催化功能的聚合物納米復合材料517
11?3?8光電催化劑的表征518
11?3?9光電催化反應527
11?4重要的光電催化過程及應用541
11?4?1光電催化電解水制氫541
11?4?2光電催化對典型有機污染物的降解542
11?5光電催化的研究方法544
11?5?1光催化研究過程的分析方法545
11?5?2光電催化的動力學研究549
11?5?3光電化學研究方法552
參考文獻561
2章燃料電池電催化
12?1燃料電池的分類和性能567
12?1?1燃料電池分類568
12?1?2燃料電池性能568
12?2燃料電池電催化571
12?2?1催化劑概述571
12?2?2電催化反應特點573
12?2?3催化劑的表征方法578
12?2?4催化劑的結構組成588
12?2?5催化劑的電催化性能592
12?2?6催化劑的耐久性596
12?3總結與展望604
參考文獻605
3章工業過程電催化
13?1氯堿工業過程電催化609
13?1?1氯堿工業概述609
13?1?2氯堿電解槽的析氯陽極電催化612
13?1?3氯堿電解槽的析氫陰極電催化619
13?2濕法冶金工業電積過程電催化621
13?2?1濕法冶金工業概述621
13?2?2氯化物水溶液中Ni、Co電積過程電催化624
13?2?3硫酸溶液中Ni電積過程電催化625
13?2?4硫酸溶液Zn電積過程電催化629
13?3熔鹽鋁電解過程電催化639
13?3?1熔鹽鋁電解工業概述639
13?3?2碳素陽極的摻雜電催化640
13?3?3碳素陽極摻雜電催化機理645
13?3?4鋰鹽陽極糊及其工業應用649
13?3?5預焙陽極的摻雜電催化與綜合改性651
參考文獻652
索引659