電化學工程基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　《電化學工程基礎(chǔ)》介紹電化學工程的基本概念與原理，內(nèi)容包括電化學過程的物料管理和能量管理、電極反應動力學、電化學體系中的質(zhì)量傳遞和電流分布、電化學反應器的設計與操作特性分析、燃料電池的模擬等。書中選編了部分計算例題和復習思考題，以便讀者掌握原理，學以致用?！峨娀瘜W工程基礎(chǔ)》可作為高等院校應用化學專業(yè)或相關(guān)專業(yè)學生的教材，也可供在電解與電合成、電冶金、化學電源、電化學表面工程、環(huán)境工程和防腐蝕工程等領(lǐng)域的科研和工程技術(shù)人員參考。

作者簡介

吳輝煌，廈門大學學士（1964年），碩士（1967年）現(xiàn)任廈門大學教授、博士生導師，曾擔任中國化學會理事會理事、福建省化學會第五屆理事會理事長、福建省研究生教育管理研究會第三任會長，福建省教育學會理事。研究興趣包括：電極過程動力學和應用電化學，包括電化學成相過程、電催化和生物電催化。合作研究成果“金屬鍍層及其轉(zhuǎn)化膜的結(jié)構(gòu)與性能研究”和“金屬電沉積理論研究”曾分別獲原國家教委科技進步獎優(yōu)秀獎和二等獎（均為第三完成人）。獨立或合作在國內(nèi)外學術(shù)刊物上發(fā)表學術(shù)論文100多篇，出版學術(shù)著作《金屬電沉積——原理與研究方法》（上?？萍汲霭嫔?，1987年）、《半導體和金屬氧化物的電化學》（科學出版社，1988年）、《電極學原理》（廈門大學出版社，1990年）、《電化學工程導論》（廈門大學出版社，1994年）、《21世紀化學叢書————電化學》（化學工業(yè)出版社，2004年）。

書籍目錄

第1章  緒論1.1  工業(yè)電化學過程1.1.1  工業(yè)電化學概況1.1.2  氯堿生產(chǎn)1.1.3  已二腈的電合成1.1.4  金屬的電解提取與精煉1.2  電化學反應器的基本組成1.2.1  電極材料1.2.2  離子導體1.2.3  隔離器1.3  電化學過程的物料管理和能量管理1.3.1  物料衡算1.3.2  電壓衡算1.3.3  熱衡算1.3.4  溶液流動的能量損耗參考文獻復習思考題第2章  電極反應動力學2.1  引言2.2  電極反應的動力學方程2.2.1  簡單電子傳遞反應的動力學方程2.2.2  多步驟電極反應2.2.3  溶液中傳質(zhì)對電極反應速率的影響2.3  電極上的吸附及添加劑的動力學效應2.3.1  電極上吸附的一般概念2.3.2  電極上吸附作為分離技術(shù)的應用2.3.3  添加劑吸附對電極反應速率的影響2.4  電催化反應與電極材料的催化作用2.4.1  氫的電極反應2.4.2  氧的電極反應2.4.3  氯析出反應2.4.4  有機物的電極反應2.4.5  電極材料的催化作用2.5  金屬的陰極沉積與陽極溶解2.5.1  金屬電沉積與電結(jié)晶2.5.2  金屬的陽極溶解與鈍化2.5.3  金屬的腐蝕2.6  制備性電解的產(chǎn)物分布2.6.1  制備性電解的一般特征2.6.2  產(chǎn)物分布的數(shù)學模型2.6.3  反應選擇性的控制2.7  非水介質(zhì)中的電極反應2.7.1  溶劑的性質(zhì)及其對電極反應的影響2.7.2  非水溶液中若干電極反應的機理2.7.3  熔鹽中的電極反應參考文獻復習思考題第3章  電化學體系中的質(zhì)量傳遞和電流分布3.1  電解質(zhì)溶液中的傳質(zhì)方程3.1.1  稀溶液中傳質(zhì)方程的一般形式3.1.2  溶液中的電荷傳輸3.1.3  離子遷移對電極反應速率的影響3.1.4  二元溶液中的傳質(zhì)方程3.2  二維電極上的對流傳質(zhì)分析3.2.1  流體力學的若干概念3.2.2  層流條件下平板電極上穩(wěn)態(tài)對流傳質(zhì)的理論分析3.2.3  對流傳質(zhì)的半經(jīng)驗關(guān)聯(lián)方法3.2.4  常見二維電極的傳質(zhì)公式3.3  多孔電極中的傳質(zhì)與反應速率分布3.3.1  多孔電極簡介3.3.2  二相多孔電極的宏觀均一模型3.3.3  三相多孔電極的理論模型3.4  隔膜和離子交換膜中的傳輸3.4.1  隔膜中的傳輸3.4.2  離子交換膜的膜電位和傳輸性能3.4.3  電滲析原理3.5  二維電極上的電流分布與電位分布3.5.1  概述3.5.2  一次電流分布3.5.3  二次電流分布3.5.4  三次電流分布3.5.5  電流分布理論的工程應用3.6  附錄：矢量和傳輸方程中的算符參考文獻復習思考題第4章  電解工程4.1  電解過程的技術(shù)經(jīng)濟指標和經(jīng)濟優(yōu)化4.1.1  電解過程的技術(shù)經(jīng)濟指標4.1.2  電解過程的經(jīng)濟優(yōu)化4.2  電化學反應器設計概述4.2.1  電化學反應器設計的一般原則與步驟4.2.2  與反應器結(jié)構(gòu)相關(guān)的若干電化學工程參數(shù)4.2.3  電化學反應器的典型結(jié)構(gòu)4.3  間歇式電化學反應器4.3.1  擴散控制的情形4.3.2  活化控制的情形4.4  連續(xù)攪拌箱式電化學反應器(CSTER)4.4.1  擴散控制條件下的理想反應器4.4.2  溶液循環(huán)對轉(zhuǎn)化率的影響4.4.3  活化控制的情形4.4.4  電化學反應器與化學反應器的組合系統(tǒng)4.5  柱塞流電化學反應器——平行板電解器4.5.1  基本設計方程和活化控制的情形4.5.2  傳質(zhì)控制的情形——湍流條件下的恒電壓電解4.5.3  串聯(lián)流動的單極式反應器組的操作特性4.6  顆粒床反應器4.6.1  顆粒床電極的若干概念4.6.2  填充床反應器的操作特性分析——金屬相電位恒定的模型4.6.3  流化床反應器的操作特性分析——金屬相電位可變的模型參考文獻復習思考題第5章  燃料電池5.1  燃料電池的一般原理5.1.1  燃料電池技術(shù)概況5.1.2  燃料電池的熱力學5.1.3  燃料電池動力學——工作電流對電池效率和比功率的影響5.2  燃料電池中的傳質(zhì)及其對電池性能的影響5.2.1  多孔電極中氣體反應劑的擴散傳質(zhì)5.2.2  流動通道中氣體反應劑的對流傳質(zhì)5.2.3  質(zhì)子交換膜中水的傳輸及其對膜電導率的影響5.3  燃料電池的模擬分析5.3.1  基于電壓衡算的燃料電池模擬5.3.2  基于流量衡算的燃料電池一維模型5.3.3  基于流體力學的燃料電池模擬參考文獻復習思考題本書常用物理量符號一覽表

章節(jié)摘錄

1.3 電化學過程的物料管理和能量管理1.3.1 物料衡算物料衡算與能量衡算是化學過程設計必不可少的重要步驟。物料衡算的基本原理和方法適用于電化學工藝和設備的設計以及過程的管理。物料衡算是指對某一生產(chǎn)過程或某一設備系統(tǒng)內(nèi)所有進入、離去、積累或耗損的物料進行質(zhì)量和組成的精確計算。物料衡算的大體步驟是：①選擇衡算體系；②規(guī)定衡算基準；③組成衡算方程；④數(shù)學運算、求得答案；⑤必要時尚需編制物料衡算清單?，F(xiàn)就若干要點說明如下。物料衡算首先要選定衡算體系，就是要明確計算對象所包括的范圍。在工藝計算中衡算體系是一個過程，而在設備計算中衡算體系是一組或一個設備。對電化學反應器進行計算時，依不同的目的，衡算體系可以是整個反應器，或者是某個電極室。為了便于分析問題和防止差錯，衡算時常先繪制出體系的簡圖，如用小方塊表示一個設備，用箭號表示進入或離開體系的物流方向，同時注明各項物流及其組成的物理量符號和已知量的數(shù)值。

編輯推薦

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