课程大纲

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电化学原理及应用(A班)

课程编码:180082070304P2004H-01 英文名称:Electrochemical Fundamentals and Applications 课时:60 学分:3.00 课程属性:专业核心课 主讲教师:张占军

教学目的要求
本课程为物理化学专业硕士、博士研究生的专业基础课。同时也可作为材料化学、材料物理、环境工程、生命科学、能源、医药、信息等专业研究生的选修课。本课程讲述电化学基本理论和方法及其在金属腐蚀与防护、清洁环境、生命科学、化学电源、电解加工、电解合成、电化学分析等方面的应用;并结合电化学研究的发展趋势,介绍电动车电源、燃料电池等电化学前沿知识。通过本课程学习,要求学生掌握电化学的基本理论和实验方法;了解电化学与有机化学、分析化学、环境、材料、物理、医药、能源、信息、生命等科学愈加广泛的交叉与联系;为相关专业的研究生科学研究和工作中奠定专业基础。

预修课程
物理化学

大纲内容
第一章 电化学热力学 8.0学时 张占军
第1节 电化学的发展史和涉及内容
第2节 电化学体系和基本概念
第3节 电极电势的本质
第4节 能斯特方程
第5节 电解质溶液的导电性
第二章 电极/溶液界面结构 双电层界面结构 6.0学时 张占军
第1节 电极界面双电层
第2节 双电层理论模型
第3节 理想极化电极与零电荷电位
第4节 电极双电层应用
第三章 电极反应动力学 6.0学时 张占军
第1节 电极动力学机理Butle-Volmer模型
第2节 电流超电势方程的讨论
第3节 复杂电极反应的电流-电势关系
第四章 电极/溶液界面的液相传质过程 6.0学时 张占军
第1节 电势阶跃法
第2节 复杂电极反应的扩散机制
第3节 恒电流技术
第五章 复杂电极反应 6.0学时 张占军
第1节 脉冲伏安法
第2节 极谱分析
第3节 伏安法原理
第4节 循环伏安法应用
第六章 交流阻抗方法 6.0学时 张占军
第1节 交流阻抗基本性质
第2节 基本电极体系的电化学阻抗谱
第3节 平板电极阻抗
第4节 交流阻抗的应用举例
第七章 金属的腐蚀与防护  6.0学时 张占军
第1节 腐蚀电池
第2节 析氢腐蚀
第3节 吸氧腐蚀
第4节 电化学腐蚀研究方法
第八章 环境电化学  4.0学时 张占军
第1节 电化学水处理
第2节 电化学合成
第九章 光电化学 4.0学时 张占军
第1节 光电化学检测
第2节 半导体电化学
第十章 电化学前沿 8.0学时 张占军
第1节 化学研究发展方向
第2节 电化学技术与生活

参考书
1、 电极过和动力学导论[M](第三版)@腐蚀电化学原理@电化学方法原理和应用 查全性@曹楚南@Allen J.Bard邵元华等译 2022年6月@2008年3月@2005年5月 科学出版社@化学工业出版社@化学工业出版社

课程教师信息
中国科学院大学化学科学学院教授、博士生导师。国科大(原中国科学院研究生院)《电化学原理及应用》课程独立创立人,独立讲授电化学20年。硕士、博士、博士后均为物理化学电化学专业,师从北京大学蔡生民先生。担任《电化学》编委,国家电动汽车监理专家。研究有机聚合物太阳能电池,锂离子电池、电化学绿色能源、科技成果转移转化、科技经济。发表电化学研究论文百余篇,SCI他引2000余次。
本人在国科大创立开设共三门电化学课程:《电化学原理与应用》、《腐蚀电化学》、《电化学与我国战略性新兴产业》三门课程。