传统工艺和先进工艺的比较 -----EDI、混床（离子交换）和反渗透一：离子交换与反渗透比较 离子交换法处理有以下特点 优点 1．预处理要求简单、设备初期投入低； 由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子，所以在原水低含盐量的应用区域运行成本较低。缺点 2．由于离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐； 3．离子交换法自动化操作难度大，投资高； 4．需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患； 5．细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物； 在含盐量高的区域，运行成本高。 从80年末开始，膜法水处理在我国得到了广泛应用，反渗透就是除盐处理工艺的膜法水处理工艺之一。
反渗透法处理有以下特点 优点 反渗透技术是当今较先进、稳定、有效的除盐技术； 与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等优点，特别是几种膜技术的配合使用，再辅之经其他水处理工艺，如石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等； 1．原水含盐量较高或是水质起伏变化时对运行成本影响不大 2．连续运行，产品水水质稳定 3．无须用酸碱再生 4．不会因再生而停机 5．节省了反冲和清洗用水 6．以高产率产生超纯水（产率可以高达95%） 7．无再生污水，无须污水处理设施 8．无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施 9．减小车间建筑面积 10．使用安全可靠，避免工人接触酸碱 11．减低运行及维修成本 12．安装简单、安装费用低廉 缺点 预处理要求较高、初期投资较大
二：混床（离子交换）和EDI系统比较 1.运行对比 混床 混床在有效的交换周期内，出水水质稳定，其电阻率可达14MΩ，一旦到达失效终点，则电导率会急剧上升，出水水质也随之不稳定。由于其交换周期受操作工的操作水平、再生剂质量、预处理水质以及树脂本身的质量等因素的影响，故存在有效周期时间长短不确定的因素。所以，在反渗透＋混床的系统中至少存在两个混床，一用一备，以减小混床突然失效带来的风险。 EDI EDI又称连续电除盐（EDI，Electro deionization，continuous electrode ionization），是将两种已经成熟的水净化技术－－电渗析和离子交换相结合，溶解的盐在低能耗的条件下被去除，在运行过程中不需要化学再生，并且其出水电阻率较混床出水还要高，可达10-15MΩ.CM，满足国家电子级水I级标准 EDI对一级反渗透出水电导率没有太高的要求，进水电导率在4-12us∕cm其都能够合格产水。可能需增加软化装置，或增加RO膜阻垢剂去除水中的钙、镁离子。 若电导率较高时只需调节运行电流的大小 EDI属于环保型技术，离子交换树脂不需酸、碱化学再生，节约大量酸、碱和清洗用水，大大降低了劳动强度。更重要的是无废酸、废碱液排放，属于非化学式的水处理系统，它无需酸、碱的贮存、处理及无废水的排放。
电化学合成技术研究进展 摘要：电化学合成作为一种新型的合成方法，其研究和工业应用进展迅速，本文重点介绍了在溶液体系和熔盐体系中一些材料的电化学合成的合成工艺研究进展。最后展望了电化学合成的发展前景。 关键词：电化学合成氧化还原合成工艺 1溶液体系的电解合成 1.1 金属及合金的电沉积 金属电沉积，主要是在外加电场的作用下，金属或其合金从电解质中以晶体形式沉积。它包含了电镀、电提取、电解精炼等多种电沉积方式，是目前电化学合成金属材料的主要方法之一。其中电镀要求沉积金属与基体结合牢固，结构致密，厚度均匀，多用于表面工程处理，合成膜材料；其余两种方法则对合成产物与基体的结合力无特殊的要求，多用作材料的制备。用电解法制备的金属产品的优点主要是：产物的纯度高，控制电解条件可制得不同聚集态的金属，另外还可制备合金、金属镀层膜材料、有色金属的冶炼和提纯。 1.2 特殊高价态元素化合物的电氧化合成 19世纪初期，Rheinold和Erman发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂。若要进行一个氧化反应，就必须找到一个强的氧化剂。但是若需要制备这些强的氧化剂，则很难再找到更强的氧化剂，因此，必须采用电化学方法。高锰酸钾是重要的锰化合物之一，目前，电解法制备高锰酸钾的优点是利用率高、能耗少。由于在电解过程中，阳极表面容易形成一层钝化膜，阻止阳极的进一步溶解，导致电流效率不高。Bouzek分别采用电解前阳极的阴极极化和交直流叠加的方法，提高了电解效率。Denvir等发现随着阳极中碳含量的增加，相应制备的高铁酸盐产率也有所提高。 1.3 低价态元素化合物的电还原合成 阳极能够制备高价态的氧化剂，而阴极则可以进行电还原反应，制备特殊低价态的元素化合物。曾海燕以活性炭纤维作为阴极，钛钌网作为阳极，无水硫酸钠作为溶液电解质，通过硫酸和氢氧化钠调节溶液的pH值，保持恒温的条件下电解后制得H2O2。半导体材料Si 的制备目前主要依据西门子法获得，林会会选用价格相对低廉的SUP13Cr不锈钢作为工作电极，在室温条件下非水溶剂碳酸丙烯酯中利用电化学方法还原SiCl 4在室温下获得沉积Si。范小振利用草酸的电还原成功地制备了羟基乙酸，是一种有机合成中间体和化工产品，应用很广，可用于医学工程材料和高分子材料等领域。一种重要的有机精细化工中间体-对氨基苯酚（PAP）可利用硝基苯电解还原法制取，与传统的化学制备方法相比具有污染较少，产品品质高，工艺简单等优点。但是这种方法的关键问题在于硝基苯在介质中的溶解度很小，而电解合成中只有溶解的硝基苯才能有效的参与反应，Noman在含7%的硝基苯中，以硫酸作支持电解质的电解液中加入氧化二甲基十二烷基胺，作为表面活性剂，以Cu（Hg）为阴极，PAP的产率高达95%。目前，电化学方法合成有机物的报道较多，主要是利用较为廉价的有机原料（如草酸，葡萄糖等）通过电还原制备附加值较高的电化学中间体，这种方法工艺简单，节能环保，应该在以后的生物医学、高分子材料等领域发挥越来越大的作用。1.4 纳米金属氧化物的电化学合成 电化学合成是制备纳米材料的一种新思路，能够有效地控制合成产物的成分和形貌。金属氧化物是一类重要的功能材料，常需要达到纳米尺度才能表现其具备独特的物化性能。如廖学红在不同配位剂存在下,用电合成方法制备出球形银纳米粒子和树枝状的纳米银;Switzer率先介绍了用电化学的方法合成陶瓷薄膜和多晶粉体，并电解硝酸铈合成了纳米级CeO2粉体。周幸福率先实现了在非水体系中电解金属直接水解法制备纳米NiO 粉体。
EDI技术-电去离子法？ 一、EDI技术概况 电去离子法(Electro deio nization)，简称EDI，是一种将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺，属高科技绿色环保技术。它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，集中了电渗析和离子交换法的优点，克服了两者的弊端。EDI技术结合了两种成熟的水处理技术-电渗析技术和离子交换技术，我国称此为填充床电渗析或电去离子技术。它主要替代传统的离子交换混床来生产高纯水，环保特性好，操作使用简便，愈来愈多地被人们所认可，也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广，至今，国际上已有3千多套EDI装置在运行，总容量已超过3万m3/h。佳木斯EDI 超纯水设备哈尔滨实验室超纯水机,哈尔滨电子超纯水设备 连续电除盐（EDI，Electro deio nization或CDI，continuous electrode ionization），是利用混和离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被除去的过程。这一过程离子交换树脂是电连续再生的，因此不需要使用酸和碱对之再生。这种新技术可以替代传统的离子交换装置，生产出高达18.2MΩ .cm(25℃)的超纯水。EDI是利用阴、阳离子膜，采用对称堆放的形式，在阴、阳离子膜中间夹着阴、阳离子树脂，分别在直流电压的作用下，进行阴、阳离子交换。而同时在电压梯度的作用下，水会发生电解产生大量H+和OH-，这些H+和OH-对离子膜中间的阴、阳离子不断地进行了再生。由于EDI不停进行交换--再生，使得纯水度越来越高，所以，轻而易举的产生了高纯度的超纯水。 EDI(电除盐系统)工作原理 高纯度水对许多工商业工程非常重要，比如：半导体制造业和制药业。以前这些工业用的纯净水是用离子交换获得的。然而，膜系统和膜处理过程作为预处理过程或离子交换系统的替代品越来越流行。如电除盐过程（EDI）之类的膜系统可以很干净地去除矿物质并可以连续工作。而且，膜处理过程在机械上比离子交换系统简单得多，并不需要酸、碱再生及废水中和。EDI处理过程是膜处理过程中增长最快的业务之一。EDI是带有特殊水槽的非反向电渗析（ED），这个水槽里的液流通道中填充了混床离子交换树脂。EDI主要用于把总固体溶解量（TDS）为1-20mg/L的水源制成8-17兆欧纯净水。 EDI系统装置关于进水的注意事项： 进水必须符合反渗透直接透过水的水质， ·需要避免物理、化学和生物污染； ·物理污染PVC碎片、金属碎屑；污垢，尘土；焊渣；树脂颗粒等， ·化学污染、氧化剂，如氯气；多价阳离子，如铁、锰等；环氧树脂及玻璃钢容器制作过程中所用的硬化剂。 ·污染物的来源：敞开式储罐，脱气塔； 没有在EDI前配过滤器的软化器等。 EDI系统装置出水水质标准 采用RO装置出水作为EDI给水，在一般情况下，EDI装置的出水水质其电阻率都能达到16 MΩ·cm，有的甚至接近18 MΩ·cm。采取一些特殊的措施，还可使EDI装置的出水电阻率接近于18.2 MΩ·cm的理论纯水标准。然而，对EDI装置出水电阻率指标的追求，应根据需要，要有经济观点，要从实际出发，不是愈高愈好。对于电子行业来说，用EDI
去离子水设备工艺原理及应用领域概述 去离子水设备是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺，阴、阳离子交换树脂按不同比例进行搭配可组成离子交换阳床系统，离子交换阴床系统及离子交换混床系统，而混床系统又通常是用在反渗透等水处理工艺之后用来制取超纯水，高纯水的终端工艺，他是目前用来制备超纯水、高纯水不可替代的手段之一。其出水电导率可低于1uS/cm以下，出水电阻率达到1MΩ.cm以上，根据不同的水质及使用要求，出水电阻率可控制在1~18MΩ.cm之间。被广泛应用在电子、电力超纯水，化工，电镀超纯水，锅炉补给水及医药用超纯水等工业超纯水，高纯水的制备上。 离子交换设备是传统的去离子水设备，它的产水水质稳定，造价相对较低。在以往的电厂锅炉补给水都是采用阳床+阴床+ 混床处理工艺。 近年来，随着反渗透、EDI等工艺的发展，去离子水设备操作复杂，不容易实现自动化，浪费酸碱，运行成本高等缺点更加突出，目前更多的应用于反渗透的深度处理。
小型的去离子水设备常采用有机玻璃交换柱，有利于观察树脂运行情况。如混合离子交换器再生分层是否充分，阳离子是否“中毒”等，树脂损耗情况等。 大型的去离子水设备则采用碳钢内衬环氧树脂或衬胶，中间预留可视装置，以便于离子再生时在线观测再生液水位状况。 1、工业超纯水处理工艺，是目前工业用超纯水的制备上应用最多的一种工艺之一。 2、食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。 3、制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。 4、合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。 5、电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。 去离子水设备工作原理
熔盐的成分 盐类熔化形成的熔体，是由阳离子和阴离子组成的离子熔体。中国明代李时珍在《本草纲目》一书中记有硝石（硝酸钾）受热熔成液体，是有关熔盐的最早文献记载之一。19世纪初英国化学家戴维（H.Davy）最早用熔盐电解法制取金属。用该法可以制取许多种化学性质较活泼的金属。如铝、镁、稀土金属、钠、锂、钙、钍、铀、钽等。19世纪末以来用冰晶石－氧化铝系熔盐电解炼铝和用 含氯化镁的氯化物熔盐系电解炼镁都已进行大规模工业生产。铝、钛等金属可用可溶性阳极熔盐电解（电积）方法精炼。在冶金工业中，熔盐还用作合金电渣熔炼用炉渣、轻合金熔炼和焊接用熔剂、合金热处理盐浴炉的介质等。原子能工业和核燃料冶金技术的发展，给熔盐的应用开拓了新的园地。除了核燃料制取和核燃料后处理可以使用熔盐电解质或反应介质外，采用氟化锂-氟化铍-氟化钍熔盐系为核燃料的熔盐反应堆，有希望成为利用钍作核燃料的新能源。熔盐载热剂用于化工、冶金生产，也有希望用于原子能工业。以熔盐为电解质的燃料电池和蓄电池是有希望的化学电源。 由于熔盐是冶金工业中的常用物料，熔盐物理化学已成为冶金过程物理化学的重要分支。 熔盐的结构熔盐由阳离子和阴离子组成。离子间的相互作用力包括静电作用力（它是服从库仑定律的长程作用力）、近程排斥力和范德华力（一译范德瓦尔斯力）。作为初级近似，可用静电硬球模型描述熔盐结构。即认为阴、阳离子都是带电而具有一定半径的硬球，而将范德华力忽略不计或作为校正项。由于静电作用，熔盐中每个离子均为异号离子所包围X射线衍射实验结果表明：和晶 体结构相比，熔盐中阴、阳离子最近距离非但没有增大，反而略有减少，但每个离子的第一近邻数（配位数）却比晶体中显著减少。这说明熔盐中存在不规则分布的缝隙或空位。两种熔盐互相混溶后形成的熔盐溶液，其结构亦大体相似。根据离子间相互作用的势能方程式,可用计算机模拟熔盐中离子的运动和排布,进而计算熔盐或熔盐溶液的许多物理化学性质。 熔盐的物理化学性质和相图熔盐和熔盐溶液的物理化学性质的研究，不仅有助于对熔盐和熔盐溶液结构的了解，而且为寻找生产技术上有用的熔盐系提供了依据。合适的熔盐电解液的选择是熔盐电解工艺取得成功的一个关键。熔盐系的熔点（相平衡）、密度、表面张力或界面张力、粘度、电导率等性质，对电解生产都有重要影响。熔盐相图的研究，对于了解熔盐间的相互作用和制定熔盐电解工艺都很重要。常用的熔盐相图测量方法是目测、变温法和差热分析法。借助计算机利用热力学函数计算熔盐相图，已成为熔盐相图测量的辅助手段。熔盐相图的类型与熔盐间相互作用的类型有关。有些价型、离子半径很接近的熔盐在液相中形成近乎理想的溶液,在凝固后则形成连续式固溶体。例如氯化钾-氯化铷系。价型或离子半径相差较大时，多形成低共熔点的相图。例如氯化钾－氯化锂系。有的熔盐相图有稳定或不稳定的中间化合物。少数熔盐系液相不完全混溶，形成液相分层体系。
中国稀土熔盐电解工艺技术发展展望 任永红 1 我国稀土熔盐电解技术发展历程 熔盐电解法是制备稀土金属及其合金的重要方法之一。1875年，首先由希尔德布兰德（Hille-brand）和诺顿（Norton）利用氯化物电解工艺制备得到了金属镧、金属铈及镨钕合金。 我国稀土熔盐电解工艺技术研究始于20世纪50年代，1956年中国科学院长春应用化学研究所开始探索研究稀土氯化物电解工艺技术，并成功制备了金属镧、金属铈和金属钕。1965年上海跃龙化工厂在氯化物熔盐体系中相继实现了800A、3KA规模电解槽的工业化生产，该电解工艺主要产品是混合稀土金属，主要应用于发火材料，同时也可以制备熔点较低的单一稀土金属镧、铈、镨等。当时氯化物熔盐电解体系的电解槽为上插阴极结构，由钼棒（条）作为阴极，电解槽内衬为石墨整体坩埚并兼作为阳极，坩埚底部的瓷碗作为金属接收器。槽型结构示意图见图1。 图1 整体型氯化物体系电解槽 1.钼阴极； 2. 石墨坩埚； 3. 瓷碗接收器； 4.液态金属； 5. 阳极母线； 6. 电解质液面； 7.铁外壳 氯化稀土电解槽是一个敞开式的槽型结构，每两炉更换一次瓷碗，每10天左右停炉更换整体石墨坩埚。该工艺最大优势是电解原料成本低，将稀土氯化物结晶料直接入炉。缺点也很明显，氯化物挥发物及尾气氯气无收集装置，无组织排放严重，操作环境恶劣。半连续操作使电解过程波动很大，电流、温度的不稳定造成电流效率只有60%左右，产品批量小，单炉产量为3～5kg，产品质量不稳定，工人劳动强度大。 金属镧、铈、镨、钕中金属钕的熔点最高，为1024℃。采用氯化物电解工艺制备工艺要求操作温度高于金属熔点，该工艺用于制备金属钕会导致电解质挥发加剧，因
熔盐电化学教案 第二周：教学大纲、基本要求、学习任务、考核办法、参考资料与文献1、介绍教学大纲 课程主要内容： （1）熔盐电化学概述及基础 a.绪言、简史和应用 b.熔盐种类 c.熔盐结构和熔盐络合物 d.熔盐特性和熔盐作为电解质的优缺点 e.对熔盐电解质的一般要求 f.熔盐电池电动势和电极电位 g.熔盐电极过程 (2)熔盐电解在冶金中的应用 a.熔盐电解金属 b.熔盐电解精炼和电解分离 c.熔盐电解合金 (3)熔盐电化学发展现状与动态 2、介绍基本要求和学习任务 （1）掌握熔盐电化学理论基础 （2）熟练掌握熔盐电化学电解制备金属方面的有关计算 （3）了解熔盐电化学现代发展方向 3、介绍考核办法 论文考查 4、介绍参考资料与文献 课程教材及主要参考书： （1）：《熔盐电化学理论基础》沈时英、胡方华编译，中国工业出版社（2）：《熔融盐理论与应用》谢刚著1998 （3）：《熔盐物理化学》胡方华译 预修课程或预备知识：
《无机化学》、《物理化学》 第三周熔盐电化学前沿与发展趋势、研究热点 1.熔盐电化学前沿 这门科学以熔盐电解（即：将电能转变为化学能并产生新物质）为开端: 1806年英国Humphry Davy电解熔融氢氧化钠和氢氧化钾分别制得金属钠和钾，1833年Michael Faraday从熔融氯化镁中电解出金属镁[1]。此后，受法拉弟定律指导的熔盐电解冶金工艺一直占主导地位。 2.熔盐电化学发展趋势 随着耐熔盐腐蚀材料的开发和高温熔盐测试技术的进展，直接采用了高温液态X 射线衍射，中子衍射，红外光谱，喇曼光谱，电子吸收光谱等新技术来研究熔盐结构. 3.熔盐电化学研究热点 熔盐物化性质，熔盐电极过程和熔盐结构的研究 第四、五周熔盐电化学概述及基础 1. 熔盐种类 构成熔盐离子有80种以上，阴离子有30多种，简单组合就2400多种熔盐
熔盐电解法制取稀土金属 熔盐电解法制取稀土金属(preparation of rare earth metal by molten salt electrolysis) 在直流电流作用下，含稀土熔盐电解质中的稀土离子在电解槽阴极获得电子还原成金 属的稀土金属制取方法。这是制取混合稀土金属，轻稀土金属镧、铈、镨、钕及稀土铝合金和稀土镁合金的主要工业生产方法。有氯化物熔盐电解和氟化物熔盐电解两种方法，工业上主要采用前一种方法。产品稀土金属的纯度一般为95％～98％，主要作为合金成分或添加剂广泛应用于冶金、机械、新材料等部门。与金属热还原法制取稀土金属相比，此法具有成本较低、易实现生产连续化等优点。 赫里布兰德(w．Hillebrand)等人在1857年首次用稀土氯化物熔盐电解法制取稀土金属。1940年奥地利特雷巴赫化学公司(Treibacher Chemische Werke A G )实现了熔盐电解制取混合稀土金属的工业化生产。1973年西德戈尔德施密特公司(Th．Goldschmidt AG)以氟碳铈镧矿高温氯化制得的氯化稀土为原料，用50000A密闭电解槽电解生产稀土金属。1902 年姆斯马(W．Munthman)提出用氟化物熔盐电解法制取稀土金属。80年代苏联采用这种熔盐电解法在24000A电解槽中电解生产稀土金属。 中国从1956年开始研究氯化物熔盐电解法，现已发展到用1000、3000和10000A电解槽电解生产混合稀土金属和镧、铈、镨等的规模。70年代初又开始研究氟化物熔盐电解法，80年代用于金属钕的工业生产，现已扩大到3000A电解槽的生产规模。 氯化物熔盐电解以碱金属和碱土金属氯化物为电解质，以稀土氯化物为电解原料 的熔盐电解方法，从阴极析出液态稀土金属，阳极析出氯气。这种方法具有设备简单、操作方便、电解槽结构材料易于解决等特点，但也存在氯化稀土吸水性强、电流效率低等问题。RECI3 - KCl是目前较理想的电解质体系，由于NaCI比KCI价廉，所以RECI3 - KCI - NaCl 三元系也是工业上常用的电解质体系。 氯化物熔盐电解原理当RECl 3- KCl熔盐电解质在以石墨为阳极、钼或钨为阴极的电解槽中进行电解时，电解质在熔融状态下离解为RE 3+、K+ 和Cl-离子，在直流电场作用下，RE 3+、K+向阴极迁移，Cl - 阳极迁移，由于离子的电极电位不同，电极电位较正的RE 3+首先在阴极上获得电子被还原成金属： RE 3++3e === RE Cl- 在阳极上失去电子生成氯气： 3Cl- - 3e === 3／2Cl2 电解结果，在阴极得到熔融稀土金属，在阳极析出氯气，同时消耗熔盐电解质中的氯 化稀土和直流电量。阴极析出的少部分稀土金属溶解于熔盐电解质中，发生生成低价氯化物的二次反应，使电流效率降低。
1.何谓电毛细曲线？何谓零电荷电势？由lippman 公式可进一步得到界面双电层的微分电容Cd ，请给出Cd 的数学表达式。 答：①将理想极化电极极化至不同电势（Φ），同时测出相应的界面张力（σ值），表征Φ-6关系的曲线为“电毛细曲线”。②“零电荷电势”是指σ-Φ曲线上最高点处d σ/d Φ=0即q=0（表面不带有剩余电荷）相应的电极电势，用Φ0表示。③由lippman 公式：q=-（d σ/d Φ)μ1 ,μ2 ,...μi ;及Cd=dq/d Φ得Cd=-d 2σ/d Φ2 2.何谓电化学极化？产生极化的主要原因是什么？试分析极化在电解工业（如氯碱工业）﹑电镀行业和电池工业的利弊。 答：①电化学极化是指外电场作用下，由于电化学作用相对于电子运动的迟缓性改变了原有的电偶层而引起电极电位变化。（即电极有净电流通过时，阴、阳电流密度不同，使平衡状态受到了破坏，而发生了电极电位的“电化学极化”）。②原因：电化学反应迟缓、浓差极化。③从能量角度来看，极化对电解是不利的；超电势越大，外加电压越大，耗能大。极化在电镀工业中是不利的，氢在阴极上析出是不可避免的副反应，耗能大，但同时使阴极上无法析出的金属有了析出的可能。极化使电池放电时电动势减少，所做电功也减小，对电池工业不利 3.参比电极需选用理想极化电极还是不极化电极？目前参比电极有那些类型？选择参比电极需考虑什么？ 答：① 参比电极选用理想不极化电极。②类型：标准氢电极，饱和甘汞电极，Ag/Agcl 电极，Hg/HgO/OH -电极。③考虑的因素：电极反应可逆，稳定性好，重现性好，温度系数小以及固相溶解度小，与研究体系不反应 4.零电荷的电势可用哪些方法测定？零电荷电势说明什么现象？能利用零电荷电势计算绝对电极电位吗？ 答：①电毛细法和微分电容法。②零电荷电势表明了“电极/溶液”界面不会出现由于表面剩余电荷而引起的离子双电层现象；③不能将此电势看成相间电势的绝对零点，该电势也是在一定参比电极下测得的，所以不能用于计算绝对电极电位。 5.为什么卤素离子在汞电极上吸附依F ﹤Cl ﹤I 的顺序而增强，特性吸附在电毛细曲线和微分电容曲线上有何表现？ 答：①卤素离子为表面活性物质，阴离子吸附主要发生在比零电荷电势更正的电势范围，由于 F - 、cl - 、 I -离子半径依次增大，可极化度增大，吸附能力增强，所以在汞电极上，I ->cl ->F -.②特性吸附在两种曲线上的左半支曲线不同，零电荷电势负移。 6.何谓非稳态扩散？其初始条件和一个边界条件是什么？另一边界条件由极化条件决定。 答：①非稳态扩散：在电化学反应开始阶段，由于反应粒子浓度变化幅度较小，液相传质不足，粒子被消耗，此时浓度极化处于发展阶段，称之为传质过程的非稳态阶段②初始条件：C i （x,0）=C i 0 开始电极前扩散粒子完全均匀分布在液相中。边界条件：C i （∞，t ）=C i 0，无穷远处不出现浓度极化。③另一边界条件：极化条件 7.溶液中有哪几种传质方式，产生这些传质过程的原因是什么？ 答：对流、扩散、电迁移。①对流：由于流体各部分之间存在浓度或温度差或者外部机械作用力下所引起；②扩散：由于某一组分存在浓度梯度，粒子由高浓度向低浓度转移；③电迁移：在外电场作用下，液相中带电粒子作定向移动。 8.稳态扩散和非稳态扩散的特点是什么，可以用什么定律来表示？ 答：①稳态扩散：扩散粒子的浓度只与距离有关，与时间无关。用Fick 第一定律 表示，J 表示扩散流量。②非稳态扩散：扩散粒子的浓度同时是距离和时间的函数。用Fick 第二定律 9.说明标准电极反应速度常数k S 和交换电流密度i 0的物理意义，并比较两者的区别。 答：①k S ：当电极电势为反应体系的标准平衡及反应粒子为单位浓度时，电极反应进行的速率（md/s ）。i 0：反应在平衡电势下的电流密度，即有i 0=i a =i k ②相同点：数值越大，表示该反应的可逆性越强。不同点：k S 与浓度无关，i 0与反应体系各种组分的浓度有关。 10.为什么有机物在电极上的可逆吸附总是发生在一定的电位区间内？ 答：越正的电势，有机物易被氧化；电势越负，易被还原，因此其可逆吸附发生在平衡电势附近值，即一定的电位区间内。 11.试说明锂离子电池的正极和负极材料是何物质？为什么其溶剂要用非水有机溶剂? 锂离子电池比一般的二次电池具有什么特点？ 答：①正极：主要是嵌锂化合物，包括三维层状的LiCoO 2,LiNiO 2,三维的TiO 2。负极：主要是碳素材料，如石墨、碳纤维。②锂遇水反应生成H 2，可能有爆炸的危险，所以要用非水有机溶剂。③
第7卷 第1期2001年2月 电化学 EL ECTROCHEMISTR Y Vol.7 No.1 Feb.2001 文章编号:100623471(2001)0120010208熔盐电化学的新进展 杨绮琴13,段淑贞2 (1.中山大学化学与化学工程学院,广东广州 510275; 2.北京科技大学理化系,北京 100083) 摘要: 本文主要介绍熔盐体系、熔盐电池、熔盐电沉积金属以及合金、电合成化合物材料等方面 的新进展,预期熔盐电化学在能源、环境保护和资源利用等领域中的应用. 关键词: 熔盐体系;电池和能源;电沉积金属和合金;电合成化合物材料;环境保护 中图分类号: O646;TM911,TQ153 文献标识码: A 早在19世纪已有不少科学家在熔盐电化学领域中取得了辉煌的成就,如Davy从碱金属氯化物熔体中得到碱金属,Faraday用卤化铅熔体建立了电解定律,Hall和Héroult发明电解制备铝.至20世纪,熔盐电化学在科学技术中发挥了很大的作用,广泛应用于能源、化学制备和材料制作等方面[1].20世纪40～50年代,发现了室温熔盐,首先应用于电镀铝;以后相继开发了各种应用,例如电池的电解质、电沉积金属和合金的介质、有机反应的溶剂[2,3]等等.我国在熔盐电解制取铝、难熔金属、稀土金属和合金,以及熔盐锂电池等方面都取得较大的成就[4].预期在21世纪,熔盐电化学与技术将继续蓬勃地发展,并在某些领域,如能源供给和消耗、资源及其再循环、全球环境、健康和福利等将会发挥更大的作用.本文主要介绍熔盐体系、电池和能源、电沉积金属以及合金、电合成化合物材料等方面的新进展. 1 室温熔盐体系和低温熔盐体系 室温熔盐主要由无水氯化铝和有机盐类组成,例如氯化铝212甲基232乙基咪唑氯化物(AlCl32M EI+Cl-)、氯化铝2四正丁基吡啶氯化物(AlCl3-BP+Cl-)熔体.这类离子溶剂具有可调节的Lewis酸度、低熔点(低于0℃,甚至低到-75℃)、室温下有适当的电导率(～1023S?cm-1)、宽阔的电化学窗口(可达4V)、可忽略的蒸气压、能溶解多种无机物,还可以与芳香族溶剂,如苯、甲苯混溶[2].因此,把这类室温熔盐作为电池、电沉积、电解合成、化学反应的介质是有前途的.但这类熔体对水和空气十分敏感,故近年来又开发疏水的室温熔盐,例如12甲基2 32乙基咪唑四氟硼酸盐(M EI+BF4-)、12甲基232乙基咪唑六氟磷盐(M EI+PF6-)[5].此外,还有基于季胺阳离子和酰亚胺阴离子的室温熔盐[6]、N2甲基吡啶碘化物2N2甲基吡啶氯化物二 收稿日期:2000209201 3 通讯联系人
应用电化学 (Applied Electrochemistry) 目的和要求 应用电化学是为化学专业本科生开设的一门选修课. 它主要讲授应用电化学的三个重要分支学科: 金属电沉积, 化学电源, 腐蚀电化学. 希望通过本科程的讲授, 让学生对与人类生活密切相关的若干应用电化学生产过程的基本原理和应用范围有一定的了解和掌握. 课程以介绍各个相关应用电化学工业过程的基本原理和研究方法为主, 也兼顾介绍一些生产工艺和发展方向等. 本课程也可作为材料化学及化学工程专业本科生的选修课. 基本内容及学时分配 第一章应用电化学简介 (1学时) 1.1应用电化学(电化学工程与技术)的研究内容及其发展状况 1.2本课程内容简介 第二章化学电源概论 (1.5学时) 2.1 化学电源概论 化学电源与物理电源 ---- 能量储存与转化装置 2.2电池的分类及组成 (按工作原理分:原电池、蓄电池、储备电池及燃料电池等) 2.3 电池的性能参数及影响因素 电池电压、容量及效率 电池及其材料的比较特性 (要求掌握原理及计算方法) 2.4 化学电源研究及生产的现状与发展趋势 第三章一次电池(原电池)( 3学时) 3.1 一次电池概论 3.2 普通锌锰电池及碱性锌锰电池
3.3 银锌电池及汞氧化物锌电池 3.4 一次锂电池 3.4.1 正极材料 3.4.2 锂负极材料 3.4.3 电解质溶液 具体电池体系涵盖: Li/MnO2, Li/(CF)n, Li/LiClO4, PC/Ag2CrO4 3.5 金属-空气电池 3.5.1锌空电池 3.5.2 铝空电池 第四章二次电池(蓄电池) (3学时) 4.1 二次电池概论 4.2 铅酸蓄电池 4.3 碱性蓄电池 4.3.1 镉镍电池 4.3.2 金属氢化物(氢)镍电池 4.3.3 锌镍电池 4.3.4 其他碱性蓄电池 4.4 锂蓄电池 4.5 锂离子电池 原理简介 电极材料及电解质 第五章燃料电池 (2学时) 5.1 燃料电池概述 基本原理及应用范围 5.2 碱性燃料电池(AFC)
连续电除盐设备 (EDI技术说明 随着环保法规的日益严格、用水品质要求提高和水源匮乏加剧,世界各地的电厂、半导体微电子厂、化工、冶金企业正重新评估他们的超纯水处理设备,EDI作为无需化学品的一种经济实用的环保型先进超纯水处理技术,正在逐步取代混床,这正在为全球超纯水处理带来一场革命。 EDI技术能够将二氧化硅和矿物质含量降至1ppb以下,能够将电阻率提高到 16Mohm?cm以上,满足了高压及超高压锅炉、精细化工和电子行业对于超纯水的需要。同时EDI大大减少了水处理系统的维护成本,提高了生产效率,延长了设备的生命周期,并将生产现场的危险降至最低。 2.EDI介绍 EDI是英文Electrodeionization的缩写,中文全称为―连续电去离子技术‖,其主要用于替代传统混床技术。 超纯水的生产在过去的二十年间,在成本、环境及品质等因素的驱动下,其供水系统发生了许多变化,特别值得一提的事,目前存在一个明确的方向,就是减少对离子交换工艺的依赖性,以便尽可能减少化学药品的使用,并提高产水量。有一项重要的事实可以说明该趋势—反渗透作为阴阳床的替代技术正在普及。
反渗透作为有效的脱盐技术,其脱盐率可以达到95~99%。但是,RO对离子的去处效果有一定的限度,一般来说,产水电导率0.5us/cm(2 MOhm-cm是其脱盐的极限。 当产水水质有更高的要求的时候,就需要采用混床或等同技术。 EDI能高效去除残余离子和离子态杂质,尤其当用户产水水质要求高,比如对电阻率(>10 或者16MOhm-cm, 二氧化硅(<10ppb或者<1ppb,钠离子,硼等有严格的要求的时候, EDI技术更体现了其品质的优越性,且EDI系统的运行成本明显低于与混床,与混床装置及其辅助设备相比,其设备的生命周期总成本占有优势。 EDI技术在大约50年前就出现了,但是大型的商业化直到1986年才真正开始,时至如今EDI制造商已经为全球制造了1000套以上的EDI系统。 图1描述了RO,EDI取代传统离子交换工艺的过程。 图1 EDI技术的发展 2.EDI工作原理
第５期 ２０１３年１０月 矿产保护与利用 ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮＡＮＤＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮＯＦＭＩＮＥＲＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳ №．５ Ｏｃｔ．２０１３ 熔盐电解法制备铝－钪中间合金的研究进展倡 田忠良，杨树，赖延清倡，胡勋，张腾 （中南大学冶金与环境学院，湖南长沙，４１００８３） 摘要：比较了对掺法、热还原法与熔盐电解法制备Ａｌ－Ｓｃ中间合金各自的优缺点，重点阐述了熔盐电解法 制备Ａｌ－Ｓｃ中间合金的研究进展和存在问题，指出借鉴熔盐电解法炼铝工艺，进一步开展从基础到产业化 的相关技术研究，有望实现其工业化应用。 关键词：Ａｌ－Ｓｃ中间合金；熔盐电解法；研究进展 中图分类号：ＴＦ１１１．５２＋２ＴＧ１４６．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－００７６（２０１３）０５－００５５－０４ ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＰｒｅｐａｒｉｎｇＡｌ－ＳｃＭａｓｔｅｒＡｌｌｏｙｂｙＭｏｌｔｅｎＳａｌｔＥｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ＴＩＡＮＺｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ，ＹＡＮＧＳｈｕ，ＬＡＩＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＨＵＸｕｎ，ＺＨＡＮＧＴｅｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｈｕ＇ｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｉｒｅｃｔｍｉｘｉｎｇ，ｔｈｅｒｍｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｅ－ｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｐｒｅｐａｒｅＡｌ－Ｓｃｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙ，ｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆｐｒｅｐａｒｉｎｇＡｌ－Ｓｃｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙｂｙｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｏｒｅａｌｉｚｅｉｔｓａｐｐｌｉｃａ－ｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅｆｆｏｒｔｓｈｏｕｌｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｏｎｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－ｏ－ｒｉｅｎｔｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＨａｌｌ－Ｈéｒｏｕｌｔｍｏｌｔｅｎｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ－Ｓｃｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙ；ｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ １ 前言 含钪铝合金具备高强度（＞７５０ＭＰａ）、高韧性（弹性模数可超过１００ＧＰａ）、较强的耐蚀性能、良好的焊接性（焊接强度系数≥０．９５）、结构稳定等优点。在航天、航空、船舶、核反应堆以及交通运输等方面具有广泛应用前景，已引起材料界的高度重视［１～３］。目前，俄罗斯、美国、日本等已将含钪铝合金应用于多个领域，特别是俄罗斯已形成从钪化合物、Ａｌ－Ｓｃ中间合金到金属Ｓｃ的完整工业体系，开发出Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｓｃ、Ａｌ－Ｍｇ－Ｌｉ－ Ｓｃ、Ａｌ－Ｃｕ－Ｌｉ－Ｓｃ和Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ－Ｓｃ等系列产品［４～６］。 制备铝钪合金材料时Ｓｃ必须以Ａｌ－Ｓｃ、Ｍｇ－Ｓｃ或Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ等中间合金的形式加入，因此作为制备铝钪合金的关键原材料［７］，研究Ａｌ－Ｓｃ中间合金的生产制备工艺具有重要的现实意义。但由于金属Ｓｃ的电负性大，熔点与Ａｌ（６６０℃）相差悬殊，极大地增大了熔炼和制取Ａｌ－Ｓｃ中间合金的难度。当前，铝－钪中间合金的制取方法主要有对掺法、热还原法和熔盐电解法。 ２ Ａｌ－Ｓｃ中间合金制备方法 国内外制备铝钪中间合金主要方法包括对掺法（又称混熔法）、热还原法、熔盐电解法。由于对掺法成本过高且不利于大规模生产已逐渐被热还原法 倡收稿日期：２０１３－０８－２２；修回日期：２０１３－１０－１２ 作者简介：田忠良（１９７３－），男，湖南省沅江市人，副教授，博士，研究方向为轻金属冶金与熔盐电化学。 通讯作者：赖延清（１９７４－），男，汉族，博士，江西赣州人，教授，博士，研究方向为新能源及熔盐电化学。
纯化水制备系统-工作原理-性能-价格 概述 纯化水制备系统是对制药用水产品有直接影响的系统。 纯化水制备系统属于GMP关键系统。 反渗透和EDI设备广泛用于药厂纯化水的制取，是纯化水制备系统的核心设备。反渗透又称逆渗透，是相对“渗透”而言的。 渗透是指水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程。 反渗透是指水从浓溶液一侧在外加压力的作用下向稀溶液流动的过程，这一过程是非自发的。 EDI又称连续电除盐技术，它将电渗淅技术和离子交换技术溶为一体,在电场的作用下实现离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐。EDI在工作的同时也是树脂连续再生的过程。EDI 装置是应用在反渗透系统之后。 采用反渗透+EDI(电去离子装置)流程，使产品水达到16MΩ?CM，且不用任何酸碱，工作全部自动化。 MS-T系列蒸馏水机工作原理 MS-T系列多效蒸馏水机的流程如下：原料水在一效预热器被工业蒸汽加热，进入以后各效预热器被二次蒸汽继续加热；到冷凝器被二次蒸汽、蒸馏水加热；然后在蒸发器顶部经分水装置，均匀地分布进入蒸发列管，在蒸发列管内形成薄膜状的水流；这些水流因为薄所以很快被蒸发，产生二次蒸汽；未被蒸发的原料水被输送到下一效，作为次效蒸发器的原料水，以后各效与此类似，未被蒸发的进入下一效，直到最后一效仍未被蒸发的，将作为凝结水排放；被蒸发的原料水，现在是二次蒸汽，继续在蒸发器中盘旋上升，经中上部特殊分离装置处，进入纯蒸汽管路，作为次效的热源；二次蒸汽在次效被吸收热量后凝结成蒸馏水；各效过程与此相似，各效的蒸馏水和末效的二次蒸汽被冷凝器收集，并经过与冷却水、原料水换热，冷却成为蒸馏水；经过电导率的在线检测，合格的蒸馏水作为注射用水输出，不合格的蒸馏水将被排放。 原料水转化成的二次蒸汽是洁净蒸汽，它经过三次分离作用：在最初进入蒸发器后，沿列管向下流动，同时蒸发，这是第一次分离；被蒸发的原料水（二次蒸汽）在蒸发器的下端180度折返，杂质在重力作用下，被分离到下部，这是第二次分离；被蒸发的原料水，即二次蒸汽，继续在蒸发器中盘旋上升，到中上部特殊分离装置处，进行第三次分离。冷却水只在冷凝器通过，对各效产生的蒸馏水和末效的二次蒸汽进行降温。工业蒸汽在第一效的蒸发器和预热器对原料水进行加热，热量被吸收后成为凝结水排出机外。在冷凝器中，有一种不能凝结成水的一部分气体，被称作不凝性气体，此部分气体将由安装在冷凝器上部的排出装置去除。根据机型的不同，在各效蒸发器上也可能设有不凝气体连续排放装置。 1、工业蒸汽 2、凝结水排放 3、浓缩水排放 4、冷却水出 5、蒸馏水 6、冷却水入 7、原料水入 8、不凝气体排放
第8卷第3期 1996年7月 腐蚀科学与防护技术 CORROSI ON SC IENCE AND PROTECT I ON TECHNOLOG Y V o l.8N o.3 Ju ly1996 L iF-NaF-K2T iF6熔盐中 T i( )的电化学还原Ξ 石青荣 段淑贞 赵立忠 王新东 (北京科技大学北京100083) 摘 要 用循环伏安法和卷积技术研究了L iF2N aF低共熔体中,以K2T iF6形式加入的T i( )在铂电极上阴极还原机理,计算了各还原步骤所传递的电子数。结果表明,T i( )的电化学还原机理为耦联均相歧化反应的三步骤电荷传递反应。 关键词 钛离子,电化学还原,氟化物熔盐 钛及其硼化物、碳化物和氮化物等因其具有耐蚀、耐磨、高强度等优良的表面性能而愈来愈受到人们的重视。无论是熔盐电解法制钛或在基体材料上获取钛镀层以及电化学合成硼化钛等钛作为组元的各种结构材料,研究钛离子在熔盐中的电化学行为都显得十分必要。国内外学者对低价态钛离子在氯化物熔体中的阴极还原机理研究得比较多[1-5],认为T i( )分二步还原:T i( )→T i( )→T i(0)。而高价态T i( )在氟化物熔体中的电化学还原,由于其复杂性,不同学者得到的结果不尽相同。C layton等人研究了T i( )在L iF2KF2N aF和N aB F4熔盐中的阴极还原机理[6]。结果表明,T i( )在L iF2KF2N aF体系中分二步还原:T i( )→T i( )→T i(0);而T i( )在N aB F4体系中只发生T i( )→T i( )一步还原,未测出T i( )的进一步还原。D e L ep inay等人[7]的循环伏安研究结果则表明,T i( )在L iF2KF和L iF2KF2N aF熔盐中的还原经历了三个步骤,但作者只对第一步还原的类型及动力学参数进行探讨,使其研究似欠不足。本文采用循环伏安法和卷积技术首次研究了L iF2N aF2K2T iF6体系中T i( )的电化学还原机理,测定了各还原步骤所传递的电子数,分析和讨论了歧化反应对电化学还原反应机理的影响。 1实验方法 1.1化学试剂和电极材料 溶剂为L iF2N aF二元共晶系(6019m o l%∶39.1m o l%,T f=652℃),L iF和N aF均为分析纯试剂。电活性物质为K2T iF6,市售分析纯试剂经重结晶而得。研究电极和参比电极均用直径为015mm的铂丝。辅助电极是经过处理的光谱纯石墨棒。 Ξ国家自然科学基金及金属腐蚀与防护国家重点实验室资助项目 收到初稿:1995205224,收到修改稿:95208230
1.何谓电毛细曲线何谓零电荷电势由lippman公式可进一步得到界面双电层的微分电容Cd，请给出Cd的数学表达式。 答：①将理想极化电极极化至不同电势（Φ），同时测出相应的界面张力（σ值），表征Φ-6关系的曲线为“电毛细曲线”。②“零电荷电势”是指σ-Φ曲线上最高点处dσ/dΦ=0即q=0（表面不带有剩余电荷）相应的电极电势，用Φ0表示。③由lippman公式：q=-（dσ/dΦ)μ1 ,μ2 ,...μi;及Cd=dq/dΦ得Cd=-d2σ/dΦ2 2.何谓电化学极化产生极化的主要原因是什么试分析极化在电解工业（如氯碱工业）﹑电镀行业和电池工业的利弊。 答：①电化学极化是指外电场作用下，由于电化学作用相对于电子运动的迟缓性改变了原有的电偶层而引起电极电位变化。（即电极有净电流通过时，阴、阳电流密度不同，使平衡状态受到了破坏，而发生了电极电位的“电化学极化”）。 ②原因：电化学反应迟缓、浓差极化。③从能量角度来看，极化对电解是不利的；超电势越大，外加电压越大，耗能大。极化在电镀工业中是不利的，氢在阴极上析出是不可避免的副反应，耗能大，但同时使阴极上无法析出的金属有了析出的可能。极化使电池放电时电动势减少，所做电功也减小，对电池工业不利 3.参比电极需选用理想极化电极还是不极化电极目前参比电极有那些类型选择参比电极需考虑什么 答：①参比电极选用理想不极化电极。②类型：标准氢电极，饱和甘汞电极，Ag/Agcl电极，Hg/HgO/OH-电极。③考虑的因素：电极反应可逆，稳定性好，重现性好，温度系数小以及固相溶解度小，与研究体系不反应 4.零电荷的电势可用哪些方法测定零电荷电势说明什么现象能利用零电荷电势计算绝对电极电位吗 答：①电毛细法和微分电容法。②零电荷电势表明了“电极/溶液”界面不会出现由于表面剩余电荷而引起的离子双电层现象；③不能将此电势看成相间电势的绝对零点，该电势也是在一定参比电极下测得的，所以不能用于计算绝对电极电位。 5.为什么卤素离子在汞电极上吸附依F﹤Cl﹤I的顺序而增强，特性吸附在电毛细曲线和微分电容曲线上有何表现 答：①卤素离子为表面活性物质，阴离子吸附主要发生在比零电荷电势更正的电势范围，由于F-、cl- 、I-离子半径依次增大，可极化度增大，吸附能力增强，所以在汞电极上，I->cl->F-.②特性吸附在两种曲线上的左半支曲线不同，零电荷电势负移。 6.何谓非稳态扩散其初始条件和一个边界条件是什么另一边界条件由极化条件决定。 答：①非稳态扩散：在电化学反应开始阶段，由于反应粒子浓度变化幅度较小，液相传质不足，粒子被消耗，此时浓度极化处于发展阶段，称之为传质过程的非稳态阶段②初始条件：C i（x,0）=C i0 开始电极前扩散粒子完全均匀分布在液相中。边界条件：C i（∞，t）=C i0，无穷远处不出现浓度极化。③另一边界条件：极化条件 7.溶液中有哪几种传质方式，产生这些传质过程的原因是什么 答：对流、扩散、电迁移。①对流：由于流体各部分之间存在浓度或温度差或者外部机械作用力下所引起；②扩散：由于某一组分存在浓度梯度，粒子由高浓度向低浓度转移；③电迁移：在外电场作用下，液相中带电粒子作定向移动。8.稳态扩散和非稳态扩散的特点是什么，可以用什么定律来表示 答：①稳态扩散：扩散粒子的浓度只与距离有关，与时间无关。用Fick第一定律表示，J表示扩散流量。②非稳态扩散：扩散粒子的浓度同时是距离和时间的函数。用Fick第二定律 9.说明标准电极反应速度常数k S和交换电流密度i0的物理意义，并比较两者的区别。 答：①k S：当电极电势为反应体系的标准平衡及反应粒子为单位浓度时，电极反应进行的速率（md/s）。i0：反应在平衡电势下的电流密度，即有i0=i a=i k②相同点：数值越大，表示该反应的可逆性越强。不同点：k S与浓度无关，i0与反应体系各种组分的浓度有关。 10.为什么有机物在电极上的可逆吸附总是发生在一定的电位区间内 答：越正的电势，有机物易被氧化；电势越负，易被还原，因此其可逆吸附发生在平衡电势附近值，即一定的电位区间内。 11.试说明锂离子电池的正极和负极材料是何物质为什么其溶剂要用非水有机溶剂锂离子电池比一般的二次电池具有什么特点 答：①正极：主要是嵌锂化合物，包括三维层状的LiCoO2,LiNiO2,三维的TiO2。负极：主要是碳素材料，如石墨、碳纤维。②锂遇水反应生成H2，可能有爆炸的危险，所以要用非水有机溶剂。③