电化学研究方法总结及案例\
目录1. 交流阻抗法 1.1 交流阻抗法概述 1.2电化学极化下的交流阻抗 1.3 浓差极化下的交流阻抗 1.4复杂体系的交流阻抗 2. 电化学暂态测试方法 2.1 电化学暂态测试方法概述 2.2 电化学极化下的恒电流暂态方法 2.3 浓差极化下的恒电流暂态方法 2.4 电化学极化下的恒电位暂态方法 2.5 浓差极化下的恒电位暂态方法 2.6动电位扫描法 3.原位（in situ）电化学研究方法 4.案例 参考文献
1.交流阻抗法 1.1 交流阻抗法概述 交流阻抗法是指小幅度对称正弦波交流阻抗法。就是控制电极交流电位（或控制电极的交流电流）按小幅度（一般小于10毫伏）正弦波规律变化，然后测量电极的交流阻抗，进而计算电极的电化学参数。由于使用小幅度对称交流电对电极极化，当频率足够高时，以致每半周期所持续的时间很短，不致引起严重的浓差极化及表面状态变化。而且在电极上交替地出现阳极过程的阴极过程，即使测量讯号长时间作用于电解池，也不会导致极化现阶段象的积累性发展。因此这种方法具有暂态法的某些特点，常称为“暂稳态法”。“暂态”是指每半周期内有暂态过程的特点，“稳态”是指电极过程老是进行稳定的周期性的变化。 交流阻抗法适于研究快速电极过程，双电层结构及吸附等，在金属腐蚀和电结晶等电化学研究中也得到广泛应用。研究电化学体系的阻抗图谱,获得电极反应体系的控制步骤和动力学参数、反应机理以及各因素的影响规律，方法有两种： 1)等效电路方法 理论：建立各种典型电化学体系在不同控制步骤下的等效电路，理论推导出其阻抗图谱。 测试方法：由阻抗图谱对照理论画出对应的等效电路。 优缺点：此法直观,但一个等效电路可能对应不止1个等效电路。 2）数据模型方法 理论：建立各种典型电化学体系在不同控制步骤下的理论数据模型，理论计算出其阻抗图谱。 测试方法：由阻抗图谱对照理论获得数据模型。 优缺点：此法准确，但实际电化学体系复杂模型难以建立，正在发展中。 阻抗、导纳与复数平面图 1）阻抗:Z= E / I 而如正弦交流电压E = Emsinωt 等，E 、I 、 Z 均为角频率ω (=2πf )或频率 f 的函数。 2) 导纳:Y Y=1/Z 3) 阻抗的矢量表示与复数平面图 Z 可以表示为实—虚平面的矢量: Z = A + jB Z 可由模数 Z 和相角φ来定义: φ φ sin cos Z B Z A == 2 2B A Z += A B tg = φ 阻抗谱：阻抗随交流信号角频率或频率的变化关系
催化化学和研究方法 教学大纲 一、教学大纲(含章节目录)： 第一部分现代他化研究方法 前言:催化研究概述 第一童催化剂的宏观物性测定 1.1吸附与物理吸附 1.1.1固气表面上的吸附 1.1.2物理吸附的理论模型 1.2催化剂的宏观物性测定 1.2.1表面积 1.2.2孔容积(pore volume)和孑L?径分布(pore size distribution) 123颗粒度测定 1.2.4密度测定 1.2.5催化剂机械强度的测定 第二童分析电子显微镜方法 2」透射电子显微镜简介 2.2电子衍射W成像 2.3扫描透射电子显微镜(STEM) 2.4分析电子显微镜 2.5电子显微镜中样品的辐射损伤 2.6电子显微镜在多相催化中的应用 2.7新型透射电镜 2.8透射电子显微镜的局限性及应注意的事项 2.9结束语 第三童热分析方法 3」热分析的分类 3.2几种常用的热分析技术 3.3热分析动力学简介 3.4热分析在催化硏究中的应用
3.5热分析联用技术 3.6热分析实验技巧 3.7结束语 第四童X射线衍射分析 4」XRD的基本概念与基本原理 4.2XRD在催化材料研究中的应用第五章化学吸附W程升温技术 5」化学吸附的基本原理 5.2化学吸附的三种模型的吸附等温式 5.3动态分析方法理论（TPD、TPR、TPO、TPSR） 5.4TPD技术在表面酸碱性和氧化还原性能研究中的应用 5.5TPR、TPO技术在催化剂氧化还原性能研究中的应用 5.6TPSR技术在催化剂机理研究中的应用 第六童拉曼光谱方法 6.1拉曼光谱原理简述 6.2拉曼光谱实验技术的发展 6.3拉曼光谱在催化硏究领域中的应用6.4最新进展 6.5展望 第七章红外光谱方法 7」红外光谱的基本原理和获取原位红外光谱的方法 7.2吸附分子的特征和它的红外光谱诠释 7.3红外光谱应用于金属催化剂表征 7.4红外光谱方法应用于氧化物、分子筛催化剂的硏究 7.5加氢精制催化剂活性相和助剂作用研究 7.6原位红外光谱应用于反应机理的研究 7.7红外合频技术用催化剂表征研究 第八章核磁共振方法 &1固体高分辨核磁共振技术:MAS和CP/MAS NMR 8.2分子筛结构的MAS NMR研究 8.3固体NMR在催化剂酸性研究中的应用 8.4催化剂表面吸附分子的NMR研究 8.5分子筛和分子筛催化反应的原位MAS NMR研究 8.6MAS NMR技术研究结炭引起的分子筛失活 8.7结束语
电化学界面(1) 字体: 小中大| 打印发表于: 2007-7-17 17:04 作者: 热力学来源: 小蚂蚁化学门户网站 传统的电化学研究仅限于在（裸电极/ 电解液）界面上，从“青蛙实验”，Faraday电解定律，Tafel经验公式，到Nerst方程，电极过程动力学，乃至建立起界面双电层模型，20世纪70年代之前，如何赋予电极更优良或特定的功能还鲜为人知。而在1975年Miller(米勒)等人报道按人为设计对电极表面进行化学修饰，标志着化学修饰电极的问世之后，单纯的裸电极/电解液界面的电化学概念有了巨大发展。本文将着重介绍化学修饰的基本特征和应用；同时介绍离子选择性电极的基本特征和应用，以及电化学在生物体中的某些应用。 一化学修饰电极 与电化学中其他电极的概念相比，化学修饰电极最突出的特性是，在电极表面接着或涂敷了具有选择性化学基团的一层薄膜(从单分子到几个微米)。它是按人们意图设计的，并赋予了电极某种预定的性质，如化学的，电化学的，光学的、电学的和传输性等。化学修饰电极的表面性质比离子选择性电极要宽广得多，它概括了有意图设计的最高形式：设计相界面、设计在电极表面和电极之间的膜中分配和传输性质。化学修饰电极与离子选择性电极二者的不同点还在于，前者是利用电荷转移来进行实验测定或研究，而后者是测定相间电势。 因此，1989年IUPAC对化学修饰电极的定义是：化学修饰电极是由导体或半导体制作的电极，在电极的表面涂敷了单分子的，多分子的、离子的或聚合物的化学物质薄膜，借Faraday 反应(电荷消耗)而呈现出此修饰薄膜的化学的、电化学的以及/或光学的性质。 近30年来化学修饰电极领域的研究在国际上一直受到很大关注。美、英、法、日、德等国家都出现有代表性的研究组，国内有中科院长春应用化学所大量开展了这方面研究。随后许多高校也开展这方面的工作。这是因为化学修饰电极代表了电极/电解液界面的一种新概念。以聚合物膜修饰电极为例，它的界面要比传统溶液电化学情况复杂得多，它包括了膜/电极、电极/溶液、膜/溶液三个界面，其电荷传输机理也主要包括下列几个过程： ①电极与聚合物膜内电活性氧化还原物质间的电子转移反应(即电极反应)； ②膜内电荷与物质的移动；
第二篇 Techniques Used for The Study of Structure and Dynamics of Elecrode/Solution Interface In Situ methods: 1. Transmission Through Optically Transparent Electrodes; 2. Ultraviolet-Visible Reflectance Spectroscopy; Ellipsometry as a spectroscopic tool; 3. Infrared Vibrational Reflectance Spectroscopy; 4. Raman Vibrational Spectroscopy; 5. Photoelectrochemistry or Photocurrent Spectroscopy; Acoustoelectrochemical methods (Photoacoustic Spectroscopy; 6. Ultrasonic Vibration Potentials); 7. Electron Spin Resonance (ESR); 8. M?ssbauer Spectroscopy; 9. Scanning Probe Microscope (SPM) e.g. Scanning Tunneling Spectroscope (STM), Atomic Force Microscope (AFM); 10. EXAFS, X-ray diffraction (X-ray Spectroscopy); 11. Nonlinear Optical Techniques (SHG, SFG, SEHRS); 12. Neutron Diffraction 13. EQCM;
实验四 固液界面上的吸附 一．实验目的 1. 了解固体吸附剂在溶液中的吸附特点。 2. 做出在水溶液中用活性炭吸附醋酸的吸附等温线，求出Freundlich 等温式中的经验常数。 3. 通过测定活性炭在醋酸溶液中的吸附，验证弗伦特立希（Freundlich ）吸附等温式对此体系的适用性。 二、实验原理 (一)计算依据： 当一溶液与不溶性固体接触时，固体表面上溶液的成分常与体相溶液内部的不同，即在固-液界面发生了吸附作用。由于溶液中各组分被固体吸附的程度不同，吸附前后溶液各组分的浓度将发生变化，根据这种变化可计算出吸附量。 Γ=V （C 0-C ）/m (1) 式中：m ——吸附剂的质量（g ） C ——吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（1 -?L mol ） C 0——被吸附物质的初始浓度（1 -?L mol ） V ——所用溶液的总体积（L ） 在 V 、C 0 、m 已知的情况下，Γ和C 的关系如何呢？ 活性炭是一种高分散的多孔性吸附剂，在一定温度下，它在中等浓度溶液中的吸附量与 溶质平衡浓度的关系，可用Freundlich 吸附等温式表示：Γ=n kC m x 1 = (2) 式中：m ——吸附剂的质量（g ） x ——吸附平衡时吸附质被吸附的量（mol ） m x ——平衡吸附量（1 -?g mol ） C ——吸附平衡时被吸附物质留在溶液中的浓度（1 -?L mol ）
k 、n ——经验常数（与吸附剂、吸附质的性质和温度有关）。将式（2）取对数，得 k C n m x lg lg 1 lg += (3) 以m x lg 对c lg 作图，可得一条直线，直线的斜率等于n 1，截距等于k lg ，由此可求得n 和 k 。 （二）本实验操作原理： 本次实验是在活性炭—醋酸体系中，验证Freundlich 吸附等温式的适用性，并求出经验常数n 和k ： NaOH+HAc==NaAc+H 2O 根据这个中和反应，计量滴定所用的NaOH 的量，可知HAc 的浓度c ，再根据 (1)式计算Γ值，即可作图。 三、仪器试剂 仪器：150ml 磨口具塞锥型瓶6个，150ml 锥型瓶6个，长颈漏斗6个，称量瓶1个，50ml 酸式、碱式滴定管各1支，5ml 移液管1支，10ml 移液管2支，25ml 移液管3支，电子天平1台，恒温振荡器1套，定性滤纸若干。 试剂：活性炭（20～40目，比表面300～400m 2/g ），0.41 -?L mol HAc 溶液，0.10001 -?L mol NaOH 标准溶液，酚酞指示剂。 四、实验步骤 1. 打开恒温振荡器的开关，预热10分钟，调节温度为25℃。 2. 将6个干净的磨口具塞锥型瓶编号，并各称入1.0克活性炭。 3. 用移液管按下表分别加入0.41 -?L mol HAc 和蒸馏水，并立即盖上塞子，置于25℃恒温振荡器中，调节好速度，摇荡一小时。 4. 从各号瓶中按下表所规定的平衡取样量V 取样，放入1~6标号的小锥形瓶中，各加入5滴酚酞指示剂，用NaOH 标准溶液各滴定两次（滴至粉红色刚好不褪去），碱量取平均值记入下表。 5. 用过的活性炭回收于托盘中，清洗仪器，关闭电源，整理实验台。 五、数据记录及处理 1. 将实验数据记入表,计算吸附前各瓶中醋酸的初浓度C 0和吸附平衡时的浓度C ，并按（1）式计算吸附量一同填入表.
实践题目： 每个同学独立完成催化剂制备与相应催化反应，期间除实验操作和仪器使用要注意外，也应精读1-2篇该方向文献与自己的实验过程互相参照。 理论题目： 1、从物料衡算（质量平衡）出发，举具体催化反应实例解释转化率、选择性、产率、TOF、生成速率、空时收率。例证中应简单描述反应如何实现、产物如何分析、催化剂的具体组成物性数据及最终的转化率等系列数据如何计算。 *可独立查阅文献书籍，也可结合自己的实践题目，举不同例子解释不同名词亦可。课件ppt 上例子不在举例范围之内。 2、列举吸附过程中10个以上的术语并解释其概念，要求尽量涵盖自己对吸附的完整认识。 3、简述常规催化剂制备方法。 4、解释碳正离子机理、多位理论、还原-氧化机理。 5、气固相催化反应中如何进行宏观动力学研究。 6、归类总结利用物理吸附方法测定催化剂表面积、孔容及孔径分布的模型方法。 7、描述三种以上的固体表面酸碱性测试的常规方法、基本原理。 8、举例说明程序升温方法中对峰位置、峰形状的影响因素。 9、以实例说明三种以上粉末XRD技术在多相催化研究中的应用。 10、任选下列催化剂表征分析方法之一，简述其原理及应用。 XANES&EXAFS、ESR、MASNMR
答：1.转化率、选择性、产率 银催化剂上乙烯氧化生成环氧乙烷。进入反应器的气体组成在：C 2H 4 15%，O 2 7%，CO 2 10%，Ar 12%。其余为N 2，出反应器气体中含C 2H 4 13.1%, O 24.8%。计算乙烷的转化 率、环氧乙烷的产率及选择性。 O H C O H C 422422 1→+ O H CO O H C 22242223+→+ 以100mol 进料为基准，α及β分别表示环氧乙烷和CO 2的生成量，mol 。 C 2H 4 O 2 CO 2Ar N 2 C 2H 4O H 2O 总 进 15% 7% 10% 12% 66% 0 100 出215β α--βα2 327--β+10 12 66αβ2100α- ???????=---=---%8.42 /1002327%1.132/1002/15αβααβα????==989.0504.1βα X A =13.3% %03.1015==α Y %4.752 989.0504.1504.1=+= S TOF 、生成速率、时空收率 氧化铝负载Pt 催化剂催化CO 转化为HCOH 。Pt 的负载量为1%，分散度 30%，催化剂用量0.1g ，催化剂的体积为v ，20 min 内的CO 转化率为8%，CO 气体初始浓度为1%，气体总流量为50 ml/min 。 20分钟内转化的CO 量为50?20?8% (ml)，则HCOH 生成速率为 50·20·8%22.4mol/min HCOH 的时空收率为50·20·8% v ·22.4 Pt 的总量为0.1g ?1%/197，TOF 要求的是单位活性组分，也即起作用的Pt 的量（表面Pt 原子数目），这个数值的获得就需要用到分散度。即：0.1g ?1%?30%/197。
2011-2012学年秋季 中国农业大学硕士研究生 《现代材料研究方法》课程期终考试题 一、名词解释（每小题5分，共20分） 1. 数值孔径(NA) 数值孔径（NA）是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率（n）和半孔径角（α）的正弦之乘积。即：NA= nsinα。 2.球面像差 球面相差是由于电磁透镜的近轴区磁场和远轴区磁场对电子束的折射能力不同导致的。 3.二次电子及二次电子像 在电子束与样品物质发生作用时，非弹性散射使原子核外的电子可能获得高于其电离的能量，挣脱原子核的束缚，变成了自由电子，那些在样品表层，且能量高于材料逸出功的自由电子可能从样品表面逸出，成为真空中的自由电子，称之为二次电子。 在扫描电子显微镜中，二次电子对样品所形成的像成为二次电子像。 4．特征X射线谱 特征X射线谱是特征X射线的强度与波长的关系曲线。 二、分析题（每小题8分，共40分） 1．从布拉格方程出发，讨论X射线衍射的主要实验方法。 （1）衍射条件分析 由布拉格方程2dsinθ=λ得: λ≤2d 因此，当晶面间距一定是，入射线的波长必小于或等于晶面间距的两倍才能发生衍射现象；当入射波长一定时，并非晶体中的所有晶面通过改变入射方向都能满足衍射条件，只有那些晶面间距大于或等于入射波长之半的晶面才可能发生衍射。 （2)选择反射 由布拉格方程可知，当入射波长为单色，即λ为一常数时，晶面间距相同的晶面衍射时必对应着相同的掠射角θ。随着晶面晶面间距的增加，θ应减小。 （3）衍射方向与晶体结构 由布拉格方程2dsinθ=λ得sinθ=λ/2d,两边平方：sin2θ=λ2/4d2，不同的晶系1/d2的表达方式不同。 2. 简要阐述物相分析的含义和主要的分析手段。 物相分析是指利用衍射分析的方法探测晶格类型和晶胞常数，确定物质的相结构。
现代化学的发展史 伴随着人类对生活物质需求的日益增加，以科学技术的迅猛发展，极大地推动了化学学科自身的发展。化学实践为人类创造了丰富的物质。使得化学在现代步入了科学相互渗透时期。近代化学到现代化学的飞跃，主要归功于19世纪的道尔顿原子论、门捷列夫元素周期律等在原子层次上认识和研究化学，进步到20世纪在分子层次上认识和研究化学。现代化学在物理学、生物学、医学等很多领域中起了非常重要的作用。人类的粮食、能源、医药、交通等更好的体现了当代化学的基本意义。蛋白质、核酸、糖等生命物质的研究，纳米科学、组合化学等更是贯穿了整个世纪。 当代化学在物理学中的发展 X射线、放射性及电子的发现为化学在20世纪的重大进展创造了有利条件。 ◆ X射线的发现 1643年意大利的托里拆利发现了气压和真空，人们把真空和电联系在一起研究。放电管抽空再充入各种不同的气体时，放电管的阴极会发现射线，这种“阴极射线”能使几种荧光盐发光，还能使照相底片变黑。可是谁也不知道这是什么原因。直到1895年，德国去理学家意外的发现由阴极射线打到玻璃管壁上产生的奇怪射线，经过不断的研究与实验，最后将这种射线命名为X射线。 ◆放射性的发现 继X射线被伦琴发现后，贝克勒尔对其产生了怀疑，他猜想这可能是一种新的辐射，于是研究开始研究铀盐。研究中指出，铀盐中的铀具有放射性，他认为铀放射发出的荧光只是一种现象。直到居里夫人和卢瑟福分别对放射性射线的穿透和电离效应做定量研究，得到重要结果。当时的科学界正为X射线的发现所激动。贝克勒尔的发现鲜为人知。直到1898年，居里夫人报告了放射性元素钋的发现，放射性在科学界又引起了一阵波动。1902年，居里夫人又发现了镭，更加证实了物质的放射性。 ◆电子的发现 1871年，英国物理学家瓦尔利从阴极射线在磁场中受到偏转的事实，提出这一射线是由带负电的物质微粒组成的设想。1890年，英国物理学家汤姆生开始系统性的研究阴极射线，证明此射线是带负电粒子说，断定负电独立成分。这一非常重要的结论使得原子不可分的传统观念彻底破灭了。后来物理学家斯通尼将此粒子称为电子。 现代量子化学的形成
液/液界面电化学及其最新进展 邵元华 (中科院长春应用化学研究所电分析化学开放研究实验室 国家电化学和光谱研究分析中心长春130022) 摘要本文对液/液界面电化学的发展做了简介。对目前的研究热点，特别是最近几年离子和电子转移反应的发展，各种新技术在研究电荷在液/液界面转移过程进行了评述。并对此领域今后的发展进行了展望。 关键词液/液界面电化学电荷转移动力学 Electrochemistry of Charge Transfer across Liquid/Liquid Interfaces and Its Recent Advances ShaoYuanhua (Laboratory of Electroanalytical Chemistry, National Analysis and Research Center of Electrochemistry and Spectroscopy, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130022) Abstract This paper gives a brief introduction of the electrochemistry of charge transfer across liquid/liquid interfaces. The recent advances of ion, facilitated ion and electron transfer processes are reviewed. The application of various novel techniques in the study of charge transfer across liquid/liquid interfaces is summarized and the prospectus is also given. Key words Electrochemistry at liquid/liquid interfaces, charge transfer, kinetics 电荷(电子和离子)在液/液界面(Liquid/Liquid interface, L/L interface)或称之为油/水界面(Oil/Water interface, O/W interface)，或两互不相溶溶液界面(the interface between two immiscible electrolyte solutions, ITIES)上的转移反应过程是最基本的物理化学过程之一。它不仅与许多重要的生物﹑化学体系，如化学传感器，药理学中的药物释放, 相转移催化有关，也与模拟生物膜的研究密切相关。它是介于经典的电化学与化学传感器之间的一种新的电化学及电分析化学分支[1-5]。 第一个有关液/液界面的实验可以追溯到本世纪初Nernst 等的研究水/苯酚界面上电流流动。1906年Cremer指出水/油/水浓度池与生物膜的类似性以及Ostwald对这方面的研究，使液/液界面作为一个研究生物电势和电流的模型在生理学中得到普及。1939年Verwey和Niessen发表了第一篇描述液/液界面双电层和电势分布的文章。5、60年代，Guastalla和Blank 等对通电时水/硝基苯界面上电吸附现象进行了研究。从本世纪初到60年代末，液/液界面电化学的发展很缓慢，这主要是因为人们缺乏对液/液界面的结构及电势分布的了解和认识，以及由于所用有机相的高的阻抗所引起iR降带来的获得可靠数据方面的困难[3,5]。60年代末，法国的Gavach等发现在一定的实验条件下，液/液界面类似于金属电极/电解质溶液界面可被极化，并用现代电化学技术，例如，计时电势法对离子在液/液界面上的转移过程进行了研究，采用修饰的Verwey-Niessen (MVN)模型对实验结果进行了分析。随后捷克的Koryta等和Samec等发展了液/液界面的相应的理论基础，开创了加速离子在液/液界面上的转移过程的研
常州大学 现代化学研究进展结业报告 题目：金属酶—锌酶的研究进展 姓名：唐李志鹏 专业：有机化学 生物体系中含有许多种金属离子，如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Ca2+、Na+等。不同的金属离子在生物体系中的存在方式是不同的，其中有些金属离子与某
些特定的生物分子有固定或相对固定的结合，只有结合在一起才能发挥特定的功能，如金属酶和金属蛋白中的金属离子就是如此。金属酶就是必需有金属离子参与才有活性的酶，也就是有金属离子的酶，它们在各种重要的生化过程中完成者专一的生化功能，金属酶实际上是一种生物催化剂，它们使得生物体内一系列复杂的化学反应能够在常温常压中性介质条件下顺利地完成。金属酶的种类很多，以含锌、铁、铜的酶最多。 在生物体内锌离子的含量仅次于铁，在微量元素中位居第二。锌离子具有如下的特性：良好的Lewis酸性；本身没有氧化还原活性（d10电子结构）；良好的溶解性；毒性低等。因此，锌在生物体内的分布和活动范围都很广，目前已经知道的氧化还原酶、转移酶、水解酶、异构化酶、裂解酶和连接酶中均发现含锌的酶存在。在这些金属酶中，锌一般都位于其活性中心，但是有的直接参与酶的催化反应，有的则不直接参与，而是起到稳定结构等其他作用。在生理条件下，Zn2+不会被氧化或还原，能在生物介质中始终保持二价离子态。与其他金属离子相比，Zn2+的毒性非常低，并且生物体对Zn2+摄入、排出与体内分配的调节机制非常有效，很少出现锌中毒现象。由于锌具有独特的优越性，因此广泛地参与了蛋白质、酶、核酸、糖类、脂类的代谢与基因转录的调控等最基本、最重要的生化过程。如下图是常见的几种锌酶，其中研究最多的是碳酸酐酶，羧肽酶，碱性磷酸酯酶等。
现代化学发展的特点和方向 本文由查字典化学网为您整理提供： 经过约200多年的努力，化学进入现代时期。总结起来说现代化学有五大特点和两个发展方向。 五大特点是 (1)化学家对物质的认识和研究，从宏观向微观深入。20世纪以来，化学家已用实验打开原子大门，深入地了解原子内部的情况，并且用量子理论探讨原子内的电子排布、能量变化等。就是对复杂的化学反应来说，也可以测量反应机理，了解反应过渡态的情况以及分子、原子间能量的交换。 (2)从定性和半定量化向高度定量化深入。虽然近代化学也曾广泛地使用各种定量化工具，但是还只能说停留在定性和半定量化水平。本世纪60年代后，电子计算机大规模地引进化学领域，用它来计算分子结构已取得巨大的成功。如今任何化学论文如无详尽的定量数据就难以发表，发表了也难取得公认。而且如今化学实验的精密度愈来愈高，几乎所有仪器都是定量化的，有的还用电子计算机来控制。 (3)对物质的研究从静态向动态伸展。近代化学对物质的研究基本上停留在静态的水平或从静态出发，推出一些动态情况。例如，从热力学定律出发，通过状态函数的变化，从始态及终态情况推断反应变化中一些可能情况。现代化学已摆脱这种间接研究推理，而采用直接的方法去了解或描述动
态情况，特别是激光技术、同位素技术、微微秒技术、分子束技术在现代化学里的大规模应用。化学家目前已能了解皮秒内微粒运动的情况，反应中化学键的断裂以及能量交换等情况。特别值得一提的是有关动态薛定谔方程的研究，一旦成功它将会为动态研究开辟光辉前景。 (4)由描述向推理或设计深化。近代化学几乎全凭经验，主要通过实验来了解和阐述物质。虽然也有一些理论如溶液理论、结构理论等可以指示研究方向，但总体来说近代化学基本上是描述性的。原来化学中四大学科(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)彼此存在很大独立性。然而现代化学已打破传统的界限，化学不仅自身各学科相互渗透，而且跟物理、生物、数学、医学等学科相互交融和渗透。特别是近年量子化学的发展，已渗透到各学科，使化学摆脱历史传统，可以预先预测和推理，然后用实验来验证或合成。例如，当今许多高难度的合成工作都事先根据理论设计，然后决定合成路线。著名的维生素B12的合成工作就是一个典范，它标志着化学已从描述向设计飞跃。 (5)向研究分子群深入。近代化学对化学的研究通常只停留在一个或几个分子间的作用。即所谓0级、1级、2级、3级反应，对多分子的反应是无能为力的。但是近代化学远远不能满足实际需要了，特别是研究生物体内的化学反应，就要研究多个分子甚至一大群分子间的反应了。例如，一个活
界面吸附在污水处理方面的应用 界面是指凝聚相与其他相间的交界面。界面上的分子与体相内部的分子所处的环境不同，分子间的相互作用也不相同。以气液界面为例，液 体内部的分子，周围分子对它的作用力是相等的，彼此可以相互抵消，分子所受合力为零。处于表面层位置的分子，周围分子作用力范围上部在气相中，下部在液相申。由于气相分子密度和相互作用比液相小得多，所以界面分子受到的合力不等于零，而是指向液体内部。一般地说，界面上的分子受到一个垂直于界面、指向体相内部的合力，使其有被拉人体相内部的倾向。这种倾向在宏观上表现出有一个与界面平行，并力图使界面收缩的张力。单位长度上的张力称为界面张力，用符号σ表示，单位N/m。习惯上将气液、气固界面张力称为该液体和固体的表面张力。任何界面都不是一个单纯的几何面而是两体相间的过渡区域，一般有几个分子的厚度，称为界面相。 通常热力学讨论的体系往往忽略界面部分，而界面热力学研究的着眼点恰恰是界面，因此选定的热力学体系应是由界面相和相邻两体相构成的不均匀的多相体系。 近年来，环保科学工作者对农林废弃物的研究利用越来越多。大量研究表明，锯末无论是否经过预处理对重金属的去除均有显著的效果。它具有以下特性：(1)成本低，可回收重金属和能量；(2)细胞的毛细管结构使其具有高的表面积(多孔性)；(3)有较高化学活性，易产生吸附高浓度的金属离子的活性基团，更容易化学改性；(4)比纤维材料更加容易交联，不易溶于水。我国农林废弃物资源十分丰富，应用天然及改性锯末开发废水处理新材料。无疑是解决我国废水处理的一条可行之路。目前研究多用农林废弃锯末如橡胶树、芒果树、枫树和松树等锯末以及家具厂的剩余锯末。笔者介绍了锯末处理不同类型重金属废水的研究现状，讨论了不同方法的应用。分析了锯末的吸附机理和影响因素。 S．Larous等研究了用未经预处理的家具厂剩余木屑处理含铜废水的吸附等温线。分析了锯末投加量、含铜水溶液浓度、接触时间、搅拌速度、溶液pH、
多种电化学方法研究可逆电极体系---铁氰化钾/亚铁氰化钾
一、三组分溶液 1.交流阻抗法 1.1实验原理： 交流阻抗法是电化学测试技术中一类常用的方法，是以小幅度的正弦波信号(电流或电位)施加于研究电极时，测量相应的电极电流或电位随时间的变化，进而计算各种电极参数。复数阻抗的测量是以复数形式给出电极在一系列频率下的阻抗，可以提供被研究电极的较丰富的信息，此法得到广泛的发展，被认为是电化学研究中的颇有潜力的一种方法。 1.2实验器材 CHI660电化学工作站；铂片电极；Hg/Hg2SO4参比电极；玻碳电极；三口电解池；浓溶液：0.02M（铁氰化钾+亚铁氰化钾）+1MKCl；稀溶液0.005M（铁氰化钾+亚铁氰化钾）+1MKCl；程控水浴锅 1.3实验图电路图： 1.4数据处理 1.4.1浓溶液 使用Z-view软件拟合实验获得的Nyquist,求得Ru、Cd和Rct三个参数，求出交换电流密度；并用塔菲尔图求出极限扩散电流密度，进而求出扩散层厚度。
: 复平面图 Chi-Squared:0.00065659 Weighted Sum of Squares:0.058437 大二下课程\电化学测量\实验\游欢 Type of Fitting: Complex Type of Weighting: Calc-Modulus
模图 相图 1.4.2稀溶液 使用Z-view软件拟合实验获得的Nyquist,求得Ru、Cd和Rct三个参数，求出交换电流密度；并用塔菲尔图求出极限扩散电流密度，进而求出扩散层厚度。
: 复平面图 Chi-Squared:0.00086024 Weighted Sum of Squares:0.073121 大二下课程\电化学测量\实验\游欢 Optimization Iterations:0 Type of Fitting: Complex Type of Weighting: Calc-Modulus
中国科学B辑:化学 2007年第37卷第1期: 18~24 https://www.doczj.com/doc/6d6343575.html, 收稿日期: 2006-03-13; 接受日期: 2006-08-17 国家重点基础研究发展计划资助项目(批准号: 2002CB211804) *联系人, E-mail: sgsun@https://www.doczj.com/doc/6d6343575.html, 《中国科学》杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS LiCoO2电极/电解液界面特性的电化学阻抗谱研究庄全超①③许金梅①樊小勇①魏国祯①董全峰①②姜艳霞① 黄令①孙世刚①* (①固体表面物理化学国家重点实验室, 厦门大学化学化工学院化学系, 厦门 361005; ②厦门大学宝龙电池研究所, 厦门 361005; ③西北核技术研究所, 西安 710024) 摘要运用电化学阻抗谱研究了LiCoO2电极在电解液中的贮存和首次脱锂过程. 发现LiCoO2电极在电解液中, 随浸泡时间延长其表面SEI膜不断增厚, 归结为LiCoO2电极与电解液之间的自发反应导致生成一些高介电常数的有机碳酸锂化合物. 研究结果指出LiCoO2电极首次脱锂过程中, SEI膜在3.8 ~ 3.95 V电位区间发生可逆坍塌, 对应其可逆溶解; 由于过充反应, 当电位大于 4.2 V SEI膜迅速增厚. 研究结果同时表明, Li/LiCoO2电池体系的感抗来源于充放电过程中 LiCoO2电极中存在LiCoO2/Li1?x CoO2局域浓差电池. 发现锂离子在LiCoO2电极中的嵌脱过程可较好地用Langmuir嵌入等温式和Frumkin嵌入等温式描述, 测得LiCoO2电极中锂离子嵌脱过程中电荷传递反应的对称因子α = 0.5. 关键词锂离子电池LiCoO2电化学阻抗谱SEI膜感抗 关于锂电池中锂电极/电解液界面存在化学反应导致电解液组分发生分解的认识始于20世纪60年代, 随后人们进一步提出这些还原反应的产物在锂电极和阴极极化的石墨电极表面形成一层表面膜, 通常称为“钝化膜”或“SEI膜”(solid electrolyte interphase, 固体电解质相界面膜)[1~3]. SEI膜对锂电池充放电循环中发生的电化学过程有着重要的影响, 引起了广泛的兴趣和研究[4~7]. SEI膜通常被认为只发生在锂电池的负极, 如锂电极或石墨电极, 对正极的界面反应研究较少. 最近几年越来越多的研究工作指出[8,9], 在正极表面同样会形成SEI膜, 而且正极表面形成的SEI膜同样影响电池的充放电性能, 虽然它可阻止电解液组分在正极表面进一步发生分解, 但也增加了正极/电解液界面的阻抗. Aurbach等人[10]认为, LiCoO2电极在长期充放电循环中, 虽然活性材料的失活(degradation)会逐渐导致电池容量的衰减, 但并不是锂离子电池容量衰减的主要原因, 限制锂离子电池循环寿命的最重要因素是电极界面阻抗的增加. Liu等人[11]最近报道, 运用XRD对包覆Al2O3前后LiCoO2电极性能进行研究的结果表明, Al2O3包覆的LiCoO2电极与裸LiCoO2电极在充放电过程中几乎都经历了同样的相变过程, 但Al2O3包覆的LiCoO2电极即使充电至4.7 V仍能保持较好的结构可逆性. 因此锂离子电池的正极材料如LiCoO2, LiNiO2和LiMn2O4等的电化学性质在一定程度上与碳负极相似, 强烈地依赖于它们的表面化学特性. 与锂离子电池碳负极表面SEI膜不同的是, 正极材料表面往往存在初始的SEI膜, 在正极与电解液接触过程中(无外加电压), 初始SEI膜以及正极活性材料本身均会自发与电解液发生反应, 导致SEI膜的组成和厚度发生改变. 而且在随后的充放电循环过程
1.数据挖掘 1.1.绿色化学（Green Chemistry） 利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物。绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，有关化学生产过程和终端均为零排放或零污染。这是未来化学发展的主要方向。 1.2.反应动态学 反应动态学是研究在分子阶层、非常短时间内的过程。反应动态学的研究目的是在研究为什么化学反应会发生、如何去预测乃至控制一个基元反应的发生。实验研究通常需要与光谱学及量子化学理论计算配合才能有全盘的了解。 1.3.理论化学 理论化学是运用非实验的推算来解释或预测各种化学现象或化学性质。有关内容包括量子化学、计算（机）化学、分子模拟、分子动力学、分子力学等。 1.4.QSAR（定量构效关系）Quantitative Structure - Activity Relationship 定量构效关系(QSAR)就是有机小分子的生物活性与其理化性质参数或结构参数的定量关系，即以数学和统计学手段定量研究有机小分子的构效关系。这种方法广泛应用于药物、农药、化学毒剂等生物活性分子的合理设计。 1.5.超分子化学 1987年诺贝尔化学奖授予了超分子化学研究方面的三位科学家（Pedersen、Cram、Lehn）超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间力相互作用缔结而成的具有特定结构和功能的超分子体系的科学。 1.6.纳米化学 纳米化学（nanochemistry）主要研究原子以上、100nm以下的纳米世界中的各种化学问题的科学，是研究纳米体系的化学制备、化学性质及应用的科学。主要涉及胶体与界面化学、材料化学、催化化学、环境科学等领域。 1.7.“材料基因组工程”内涵阐释 1.通过高通量的第一性原理计算，结合已知的可靠实验数据，用理论模拟去尝试尽可能 多的真实或未知材料，建立其化学组分，晶体结构和各种物性的数据库； 2.利用信息学、统计学方法，通过数据挖掘探寻材料结构和性能之间的关系模式，为材 料设计师提供更多的信息，拓宽材料筛选范围，集中筛选目标，减少筛选尝试次数，预知材料各项性能，缩短性质优化和测试周期，从而加速材料研究的创新。 1.8.基于数据挖掘的材料设计和优化的解释 运用模式识别、人工神经网络、支持向量机等数据挖掘方法，结合数据库和知识库，总结材料结构与性能（性质）的关系、配方及工艺条件与材料性能或生产技术指标（成品率、能耗等）的关系等规律，用于材料制备和加工的优化。 2.分析化学 2.1.什么是期刊的影响因子（Impact Factor）？什么是H指数？ 期刊影响因子定义：是指该刊前两年发表的论文在第三年的平均被引用次数。 影响因子= 该刊前两年发表论文在统计当年被引用的总次数÷该刊前两年发表论文总数。 H指数定义：一个科学家的分值为h，当且仅当在他/ 她发表的Np 篇论文中有h 篇论文每篇获得了不少于h 次的引文数，剩下的（Np －h）论文中每篇论文的引文数都小于h 次。 2.2.请分别列出你所知道的影响因子排名前10位的5种化学类综合性学术期刊和5种专业