GCS分散层模型在电解合成工艺中应用
电化学原理及应用智慧树知到课后章节答案2023年下北方民族大学
电化学原理及应用智慧树知到课后章节答案2023年下北方民族大学北方民族大学第一章测试1.电解池的正极对应于（）A:阴极 B:不确定 C:阳极答案:阳极2.影响离子运动速度的主要因素不包括:（）A:离子的本性 B:温度 C:溶剂黏度 D:溶液pH答案:溶液pH3.第一个化学电源是1799年由物理学家（）。
A:法拉第 B:伽伐尼 C:伏打答案:伏打4.电池放电时正极对应于（）。
A: 不确定 B:阳极 C:阴极答案:阳极5.目前电化学的测量方法有（）。
A:示差法 B: 稳态法 C:暂态法 D:补偿法答案: 稳态法;暂态法6.（）属于电化学研究范畴。
A:腐蚀 B:电解池 C:电池 D:磨损答案:腐蚀;电解池 ;电池7.石墨中能够导电的载流子是（）。
A:电子B: 等离子体 C:其余选项都不对D:离子答案:电子8.对电化学学科做出重大贡献的人物有（）A:塔菲尔 B:牛顿 C:法拉第 D: 能斯特答案:塔菲尔;法拉第; 能斯特9.现代电化学研究的主体对象是（）。
A:电极过程动力学 B: 电化学热力学 C:电解质溶液理论 D:其余选项都不对答案:电极过程动力学10.第一类导体的载流子是（）A:空穴 B:正离子 C:电子 D:负离子答案:空穴;电子第二章测试1.相间电位产生主要的原因是（）A:偶极子双电层 B:吸附双电层 C:离子双电层 D:表面电位答案:离子双电层2.最精确和合理的测量电池电动势的方法是 ( )A:电容法 B:补偿法 C:示差法 D:伏安法答案:补偿法3.伽伐尼电位差又称为（）A:化学位差 B:电化学位差 C:内电位差 D:外电位差答案:内电位差4.（）是可测可控的。
A:绝对电位 B:外电位 C:内电位 D:相对电位答案:外电位;相对电位5.所有的电极都能建立平衡电势。
A:对 B:错答案:错6.298 K时，电池反应H2(g)+1/2 O2 = H2O(g)的标准电池电动势为E1，那么电池反应2H2(g)+O2 = 2H2O(g) 所对应的电动势为E2（）A: E1=1/2E2 B: E1=E2 C:无法确定 D: E1=2E2答案: E1=E27.盐桥能（）消除液接电位。
双电层及其结构专业内容
φ＝φ0时q=0：
q
q
dq
0
0 Cd d
（4-6）
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21
电极电位 为φ时的q 的数值相 当于图4.7 中的阴影 部分的面 积。
图4.7利用微分电容曲线计算电极表面剩余电荷密度q值
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22
三、电毛细曲线法和微分电容法比较
求q ：电毛细曲线法利用σ~φ曲线的斜率求q
d / d q
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15
交流电桥法测定微分电容的基本线路：
直流极 化回路
交流信 号源
交流电桥
电极电位测量 回路
图4-4 交流电桥测量微分的基本电路
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16
电解池等效等效电路：
Cd
Rl
a
b
图4-5 时电解池等效电路
测量方法：测量时，小振幅的交流电压由交流信号 发生器G加到电桥的1、2两端。调节Rs和Cs，使 之分别等于电解池等效电路的电阻和电容部分时， 电桥3、4两端点的电位相等，电桥平衡，示波器 O示零。
定义：在一定电位范 围内，有电量通过时 不发生电化学反应的 电极体系称为理想极 化电极。
C
理想极化电极等效电路
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6
常用的理想极化电极——滴汞电极
Hg Hg e 0.1V
K e K Hg 1.6V
在＋0.1~-1.6V之间可以认为该电 极是理想极化电极。
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7
第二节 电毛细现象 和双电层微分电容
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25
3、零电荷电位的用途
零电荷电位与电极电位联合用于处理电极过程的 动力学问题的几个作用：
通过零电荷电位判断电极表面剩余电荷的符号 和数量。例判断q的符号：
例：对于体系 Hg KCl 0 0.19V
电化学原理第三章
2021/12/31
微分电容曲线可求给定电极电位下的电极表面剩余电荷q Cd＝dq/dQ 积分后可得
qCdd积分常数
无电荷排斥作用，界面张力最大; 此时的电极电位称为零电荷电位,常用符号Φ0表示。
q( )i
3.6
无论电极表面存在剩余电荷符号如何，界面张力均随剩余电 荷数量的增加而降低。 由上式
可直接由电毛细曲线斜率求某一电位密度下电极电位 表面剩余电荷密度q判断表面剩余电荷密度符号 及零电荷电位。
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由微分电容定义和李普曼方程，由电毛细曲线很易求得微分电容 值
因
q
所以 Cd2
2
(3.25)
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可根据电毛细曲线确定零电荷电位φO，从而可利用式（3.24）求得 任－电极电位下的电极表面剩余电荷密度q，即
q
qodq
oCdd
(3.3)6
故可计算从零电荷电位φO到某一电位φ之间的平均电容值Ci
即由3.21和3.22求得该浓度下的离子表面剩余量。
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§ 双电层的微分电容
一、 双电层的电容
界面剩余电荷的变化将引起界面双电层电位差改变，因而电极/溶 液界面具有贮存电荷的能力，即具有电容的特性。
理想极化电极可作为平板电容器处理，即把电极/溶液界面的两个 剩余电荷层比拟成电容器的两个平行板，由物理学知，该电容器 的电容值为一常数，即
d为紧贴电极表面排列的水化离子的电荷中心与电极表面的 距离，也为离子电荷能接近表面的最小距离。紧密层厚度为d， 若假定d内介电常数为恒定值。则该层内电位分布是线性变化的。 从x=d到溶液中远处剩余电荷为零的双电层部分即为分散层。其 电位分布是非线性变化的。
简述斯特恩扩散双电层模型的要点
简述斯特恩扩散双电层模型的要点斯特恩扩散双电层模型是电化学领域中一个重要的理论模型，它描述了电解质溶液中带电粒子在固体电极表面的吸附现象。
本文将简述斯特恩扩散双电层模型的要点，帮助读者更好地理解这一理论。
一、斯特恩扩散双电层模型的背景在电解质溶液中，带电粒子（如离子）会在固体电极表面形成一个电荷层，这一现象被称为电双层。
斯特恩扩散双电层模型是在电双层理论基础上发展起来的，它考虑了电解质溶液中带电粒子的扩散作用，为研究电极表面的电荷分布和电化学反应提供了重要依据。
二、斯特恩扩散双电层模型的要点1.电极表面的电荷层斯特恩扩散双电层模型认为，电极表面存在一个紧密排列的电荷层，称为斯特恩层。
该层中的电荷密度较大，与电解质溶液中的电荷密度相差较大。
斯特恩层中的电荷主要来源于电解质溶液中离子的吸附。
2.扩散层在斯特恩层外侧，电解质溶液中的带电粒子会因浓度梯度而发生扩散运动，形成一个较宽的扩散层。
扩散层中的电荷密度逐渐减小，直至与溶液中的电荷密度相等。
3.电荷分布斯特恩扩散双电层模型中，电极表面的电荷分布呈阶梯状。
斯特恩层与扩散层之间的电荷密度差异导致电势差，称为斯特恩电势。
电解质溶液中的电荷密度与斯特恩层电荷密度之间的电势差称为扩散电势。
4.双电层厚度斯特恩扩散双电层模型的另一个重要要点是双电层厚度的估算。
双电层厚度取决于电解质溶液的浓度、离子价数以及电极表面的特性。
斯特恩层和扩散层的厚度之和即为双电层厚度。
5.电化学反应的影响斯特恩扩散双电层模型考虑了电解质溶液中带电粒子的扩散作用对电化学反应的影响。
在电极反应过程中，带电粒子的扩散速率会影响反应速率和电极表面的电荷分布。
三、总结斯特恩扩散双电层模型是研究电解质溶液中带电粒子在固体电极表面吸附现象的重要理论模型。
通过阐述电极表面的电荷层、扩散层、电荷分布、双电层厚度以及电化学反应的影响，该模型为我们理解电化学过程提供了有力支持。
第三章-电极溶液界面
• 影响：改变电极上双电层的分布，从而影 响反应粒子在电极表面的浓度和活化能， 使反应速率发生变化
一、无机离子的吸附
• 1.大多数无机阴离子是表面活性物质，而无 机阳离子的表面活性很小，只有少数离子 才表面活性。
表面张力变化原因
• 无论双电层是带正电还是带负电，由于同 性电荷的相互排除使界面有扩大的趋势， 与表面张力使界面缩小的趋势相反。因此， 带电界面比不带电界面表面张力下。而剩 余电荷密度与电势有关，故表面张力与电 势有关。
二、电毛细曲线的微分方程
• 根据吉布斯等温吸附方程
d id i
i
电子的表面吸附量 e q / F
• 常用的方法： • 充电曲线法
• 电位扫描法
氢原子的吸附
• 氢的吸附过程伴随有氢分子的分解，分解 生成的氢原子与金属表面相互作用而形成 吸附键。吸附氢原子与吸附自由氢原子是 不同的，吸附过程放出大量吸附热，吸附 氢原子的能量低得多。
氧原子的吸附
• 在常温下，主要是氧原子和含氧粒子的吸 附。这些含氧粒子是在逐步还原或OH-逐步 氧化过程形成并吸附的。
若保持电位恒定，并保持i组分外的化学势不变
i
(
i
) ,ki
负离子可逆，正离子表面剩余电荷量
(
Ina
)
1
正离子离子可逆，负离子表面剩余电荷量
( Ina
)
1
求解表面剩余电荷量的步骤
• 1.测量不同电解质浓度的电毛细曲线 • 2.从各条电毛细曲线下取同一相对电位下的
• 值，做出 ~ Ina 关系曲线。
双电层电位由紧密层电位差和分散层电位差
北京科技大学电化学作业思考题-材科
北京科技⼤学电化学作业思考题-材科电化学第⼆次作业1.电极双电层的GCS模型、完整模型答：①双电层GCS模型：该模型认为双电层是由紧密层和分散层共同组成，认为其形成原因是溶液浓度较低时，离⼦热运动增⼤；或电极表⾯电荷密度较低，静电作⽤较弱，这⼀模型对分散层的讨论⽐较深⼊细致，对紧密层的描述很简单，并且采⽤了与古依-查普曼相同的数学⽅法处理分散层中剩余电荷和电位的分布及推导出相应的双电层⽅程式。
该模型能⽐较好的反应界⾯结构的真实情况，但由于该模型对界⾯的描述是⼀种近似的，统计平均的结果双电层⽅程式不能⽤作准确计算以及对紧密层的描述过于粗糙。
即把紧密层看作厚度不变的离⼦电荷层，⽽没有考虑到紧密层组成的细节，以及由此引起的紧密层结构与性质上的特点。
所以针对GCS模型对紧密层描述过于粗糙的缺陷，Bockris-Davanathan-Muller对紧密层结构进⾏了补充，形成了BDM模型。
即完整模型。
②完整模型：在GCS模型的基础上，添加了了主要有如下⼏个内容：①电极表⾯发⽣“⽔化”和⽔的介电常数发⽣变化。
②对于没有离⼦特性吸附时形成外紧密层结构。
③有离⼦特性吸附时形成内紧密层结构。
具体完整模型如下所⽰：2.电极/溶液界⾯的吸附现象，特性吸附，⽆机离⼦与有机物的吸附在电⽑细曲线、微分电容曲线上有何区别，原因是什么？答：①电极/溶液界⾯的吸附现象：由于界⾯上存在电场，某种物质的分⼦、原⼦或离⼦在界⾯富集或贫乏的现象有特殊的规律的吸附现象。
②特性吸附：因⾮静电作⽤⼒⽽发⽣的吸附。
③⽆机离⼦吸附在电⽑细曲线、微分电容曲线上的区别：I．在电⽑细曲线上⽆机离⼦吸附如下图所⽰：图1可知阴离⼦特性吸附使电⽑细曲线的左半部分发⽣变化。
吸附发⽣在⽐零电荷电位更正的电位范围，即发⽣在带异号电荷的电极表⾯。
不同阴离⼦使σ下降程度不同，阴离⼦表⾯活性越强，使σ下降越⼤。
所以阴离⼦吸附具有如下特点阴离⼦吸附使零电荷电位向负⽅向移动。
电吸附技术在电力行业废水处理中的应用
废水零排放处理。
火电厂废水的水质、水量差异大，废水中的污染
物以无机物为主，且间断性排水较多。 电厂中的废
水主要包括脱硫废水、设备冲洗排水、冲灰废水和含
油废水等，废水处理方法一般为曝气氧化、酸碱中和
放到溶液中，最终生成浓水排出，实现脱附 ［９］ 。
２ 电吸附基本理论
最重要特征，通过提高总孔体积 ／ 比表面积的比值，
可增大盐吸附容量。
２） 有序介孔碳
有 序 介 孔 碳 （ Ｏｒｄｅｒｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎｓ，
ＯＭＣｓ） 具有高度周期性的六角形或立方排列的介
孔，可通过软模板或硬模板得出。 对于硬模板，如沸
石或有序介孔二氧化硅，用碳前体渗透后碳化，最后
收稿日期：２０２０－０２－１２；责任编辑：张晓宁 ＤＯＩ：１０．１３２２６ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－６７７２．２００２１２０１
基金项目：国家重点研发计划资助项目（２０１８ＹＦ０６０４３０Ｘ）
作者简介：许勇毅（１９８２—） ，男，安徽黄山人，高级工程师，主要从事发电行业环境保护技术研究。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｓ２４５２８１＠ ｓｉｎａ．
ｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉ－ｓｃａｌｉｎｇ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ． Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈ⁃
ｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｍｏｖｅ ｉｍｐｕｒｉｔｙ ｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｗａｔｅｒ ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｃａｌｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｏｆ
简述斯特恩扩散双电层模型的要点
简述斯特恩扩散双电层模型的要点全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：斯特恩扩散双电层模型是描述电解质溶液板间的电荷分布和电荷传输特性的经典模型。
它由德国化学家斯特恩于1924年发表，是对古典电解质理论的重要补充，为后来电化学领域的发展奠定了基础。
斯特恩扩散双电层模型主要包括普朗克层和斯特恩层两部分，下面将详细介绍其要点。
普朗克层是指电解质板间的一个致密层，其中的电荷分布由电离的离子和溶剂分子组成。
在这一层内，带正电荷的离子和带负电荷的溶剂分子被吸附在固体表面上，形成一个电荷层。
普朗克层的存在表明，在电解质板间有着一定程度的电离和电荷分布，从而影响溶液的电导率和电化学性质。
斯特恩扩散双电层模型的要点在于描述了电解质溶液中的电荷分布和电荷传输特性，揭示了电解质溶液板间的复杂结构和动力学过程。
这一模型在电化学领域具有重要的理论意义和实际应用价值，为研究电解质在溶液中的行为提供了有力的理论支持。
它不仅有助于理解溶液的电导率、极化性和化学反应动力学等方面的问题，还有助于设计新型电化学传感器、储能器件和电解质材料等应用。
斯特恩扩散双电层模型是电化学领域的经典模型之一，对于理解电解质溶液中的电荷分布和传输特性具有重要意义。
通过研究该模型，我们可以更深入地认识电解质溶液的结构和性质，为开发新型电化学器件和解决环境、能源等问题提供理论支持和技术指导。
希望本文所介绍的斯特恩扩散双电层模型的要点能够对读者有所启发，促进电化学领域的研究和发展。
第二篇示例：斯特恩扩散双电层模型是描述电解质溶液中电荷粒子的扩散行为的重要理论模型。
该模型由德国物理化学家斯特恩在20世纪初提出，并被广泛应用于解释电解质在电解质溶液中的扩散现象。
在斯特恩扩散双电层模型中，电解质溶液被认为是由两层电荷分布较为复杂的离子团组成，即离子团层和双电层。
离子团层是由电解质分子及其离子团组成的，在浓度较高的情况下，这一层中的离子趋向于形成大的簇块，受到周围电场的影响较小。
2009-01-15--第三章+电极-溶液界面结构与性质(3.4-双电层的结构和零电荷电位2学时)
一、电极/溶液界面的基本结构
电极/溶液界面的双电层如图所示。
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第三章 电极-溶液界面结构与性质(3.4 双电层的结构和 3.5 零电荷电位２学时)
电极/溶液界面剩余电荷分布和电位分布如图3.14所示。
常数
2RT F
ln a
RT F
ln
c
Ψl＜0时
1
常数
2RT F
ln（ a）
RT F
ln
c
式中，“常数”为:
2RT ln 1 F C紧
2 RT 0 r
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第三章 电极-溶液界面结构与性质(3.4 双电层的结构和 3.5 零电荷电位２学时)
RT
）
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第三章 电极-溶液界面结构与性质(3.4 双电层的结构和 3.5 零电荷电位２学时)
当
1和x=时,
x
=0和
x
=0
利用数学关系式
2
x2
1 （ ）2
2 x x
从x=d到x=∞积分
（
x
）2 x=d
2cRT
0 r
exp（
1F
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第三章 电极-溶液界面结构与性质(3.4 双电层的结构和 3.5 零电荷电位２学时)
双电层电位差由紧密层电位差与分散层电位差两部分 组成，可以利用下列式计算双电层电容：
1 da d (a 1) d1 1 1
电极溶液界面的基本性质
由于带电质点在两相间转移，或是通过外电路向界面 两侧充电，因而两相中都出现了剩余电荷
带有不同符号电荷的粒子在表面层中的吸附量不同 偶极分子在界面层中的定向排列和电极中电子气的部 分逸出 • 严格来说，只有第一种情况能引起“相间电势”（两相之间 的电势差），而后两种情况下，“双电层”都只出现在某一 相的表面层中，因而只能引起某一相中的“表面电势”
上，则溶液一侧必然出现电量 相等的异号离子。
• 由此引起电极电势的变化为d， 则根据电容器的定义，此时 界面双电层的微分电容
第17页，共26页。
2.3.3 微分电容法
• 微分电容曲线大致形状如图 2.15所示。根据上式，任一电 极电势（）下的表面剩余电荷
密度相当于曲线下方斜线标出的 面积
第18页，共26页。
• 界面张力与汞柱高度成正比
• 用测得的界面张力与对应的电极 电势作图得电毛细曲线。
第14页，共26页。
2.3.2 电毛细曲线
• 电极／溶液” 界面上形成双电层的可以看成一种特殊的界 面吸附，在恒温恒压下直接应用 Gibbs方程式 ：
• 电子的表面吸附量应为 • 其偏摩尔电子自由能的变化为
Lippman 公式
• 将电位差计接在电池的两个电极之间而直接测得的电势值习 惯上称为电池的电动势。设有电极Ⅰ、Ⅱ和溶液组成电池， 如图2.2所示。 电池端电压可以看作是
“ I/S”，“ S/II”和“ II/I”三个界面上内部电势差的代数和，也可 以看作是外部电势差的代数和
第8页，共26页。
2.2.3 电极电势
a)电化学电池 ;
(b)电池电动势的等效电路 ; ( c )测量相对电极电势 时的等效电路
电解加工在航空航天领域的应用研究
硬度、 度、
性、
性的导电
；②加工速
度不受加工面积的影响，大面积加工时加工效率高；③
n 用 发生电
应
电子
，不存
在毛刺等缺陷；④ 加工过程中阴极和阳极不 触，不
存在机械切削力，加工的 不
变形；⑤加工
于冷加工，表面不
硬层等（3「4）o这些
显著优点使电解加工成为航空航天制造业中的关键加
机植制造®总第666期
点，对航空、航天及军事装备的发展有巨大的推动作
用。整体复杂构件由于
结构形状复杂，采用传统
的车削、
加工技术，
能够
的加工精
度，但是加工
，成
，
对机床的性能要
，而电解加工却能 这些不足。
整体叶盘是发动机的
部件之一，其质量决定
了发动机的性能和寿命，采用整体叶盘结构是
加工 及加工复杂
的方法，这 方法对
结构的加工精度和加工柔性具有
的
意义。
电解加工技术避免了薄壁零件加工易变形的问
题。目前，
体的旋印电解加工技术
，
能完成 体表
的加工。未来，该技术在航空
航天
部件加工中的应用前景
。
4整体复杂构件加工
整体复杂构件现今多应用于航空、航天及军事装
备的发动机
，因体 、质量轻及可靠性高的特
制這・材料
电解加工在航空航天领域的应用研究
口江晨 口杨波 口吴从焰 口张世新
上海航天精密机械研究所 上海 201600
m 摘要：论述了电解加工技术的原理和特 ,从高硬度材料加工、薄壁零件加工、整体复杂构件加工
和微小孔加工等方面分析了航空航天领域中应用电解加工技术对比传统机械加工技术的优势，同时介 绍了电解加工技术在航空航天领域的应用现状。
电吸附模拟
1.电吸附电极材料的研究
3.活性碳纤维电极（ACF) 活性碳纤维有高比表面积和较大的吸附容量，并且活性碳纤维制品种类众多， 有毛毡(无纺布) 、纸片、蜂窝状物、织物、杂乱的短纤维和纤维束等形状， 因为可以直接剪成合适的尺寸做电极片，使得活性碳纤维作为电吸附电极更 简单方便，易于实现。
实验内容
（2）工作电压的影响实验 改变每对电极两端电压，分析不同电压下的能耗和除盐率的变化， 以期得到关系曲线。 （3）流量的影响实验 保持每对电极两端电压不变，改变电吸附设备的流量，分析不同 流量下的能耗和除盐率的变化，以期得到关系曲线。 （4）重碳酸盐含量的影响实验 保持其他实验条件不变，测量不同碱度下Cl-和HCO3-的脱附率。
1.电吸附电极材料的研究
炭气凝胶
1.电吸附电极材料的研究
6.复合电极 Yang等制备了比表面积为900～1700 m2/g、密度为0.05 g/cm3的碳气 凝胶。再将硅胶按不同比例加入到碳气凝胶中，通过黏贴滚压法即可制 成电极。 Zhang等和D ai等用活性炭和碳纳米管制备了复合电极片。研究结果 表明，含质量分数为10%碳纳米管的复合电极的除盐性能最好，并且 很容易高效再生。 Gao等用碳纳米管和纳米纤维制备了复合薄膜电极(CNTs - CNFs) 。 实验中用直流式磁控电镀法在0.3 mm厚的石墨基底上沉积一薄层Ni催 化剂，再用低压低温热化学气相沉积法制备CNTs –CNFs薄膜电极。该 电极用0.5 mol/L的HCl浸泡去除催化剂Ni之后，用于研究不同阳离子的 优先吸附特性。
界面现象与双电层结构资料
吸附双电层模型的一般假设
在分散双电层模型基础上考虑到离子的几 何尺寸，认为紧密双电层的厚度相当于水 化离子的平均半径a
在电势远离零电荷电势φ0时微分电容为一定值
电毛细曲线法与微分电容法比较
电毛细曲线法利用曲线的斜率求表面电荷 荷密度q，实际测量的σ是q的积分函数
微分电容法利用曲线的下方面积求表面电 荷荷密度ｑ，实际测量的Cd是q的微分函数
微分电容法的精确度和灵敏度都比电毛细 曲线法优越得多
电毛细曲线法只能用于液体金属电极，微 分电容法可用于固体金属电极
的电极电势有关
零电荷电势φ0的测量方法与实验数据
零法电、荷滴电 汞势 电φ极0法可、以离通子过吸电附毛法细、曲接线触法角、法微、分表电面容 硬度法（摆法）、界面移动法测量
不同金属电极与不同溶液组成的电极体系的零电 荷电势在不同
阴离子在金属表面吸附会使零电荷电势负移 电极表面上存在吸附氢原子时零电荷电势负移而
电极电势由正变负时，电极表面由带正电变为带 负电，双电层溶液一侧则由负离子组成变为由正 离子组成
微分电容法
通过测量电极/溶液界面微分电容与电势的关系曲 线研究界面结构的方法称为微分电容法
界面双电层的微分电容定义为：
dq
Cd d
q Cd d A
q 0 Cd d
微分电容与微分电容曲线的特点
金属汞电极的实验方法主要有毛细管静电计法、滴 重法、最大液泡法等
毛细管静电计法是通过测量毛细管汞柱高度h与电势 φ的关系再换算成界面张力σ与电势φ的关系来研 究界面结构的
非法拉第过程
Stern模型能比较好地反映界面结构的真实情况。但是, 该模 型在推导GCS方程式时作了一些假设: (1) 把离子电荷看成点电荷并假定电荷是连续分布的; (2) 假设介质的介电常数不随电场强度变化; (3) 只简单地把紧密层描述成厚度不变的离子电荷层,忽略了 紧密层组成的细节及由此引起的紧密层结构与性质上的特 点。 因此,GCS双电层方程式对界面结构的描述只能是一种近似 的、统计平均的结果, 而不能用作准确的计算。
++ ++ ++
汞／溶液界面存在着双电层, 即界面的同一侧带有相 同符号的剩余电荷。无论是带正电荷还是带负电荷, 由于同性电荷之间的排斥作用, 都力图使界面扩大, 而 界面张力力图使界面缩小, 二者作用恰好相反。因此, 带电界面的界面张力比不带电时要小, 并且表面电荷 密度越大, 界面张力就越小。最高点处是电极表面剩 余电荷密度为零时, 其它点处表面带过剩电荷。
4.Bockris, Devanathan, and Muller (BDM)模型
对stern 模型进行了补充和修正, 主要考虑两个方面: 一个是溶剂化（水化）作用，一个是离子的吸附。
M
SM
S
+
-
+
-
+ + OH
H
-
-
HO H
M
S
+
+
+
+
q >0
q <0
q =0
电极溶液界面上的水分子偶极层
• 溶液中的离子除了因静电作用而富集在电极/溶液界面 外, 还可能由于与电极表面的短程相互作用而发生物 理吸附或化学吸附。这种吸附与电极材料、离子本性 及其水化程度有关, 被称为特性吸附。
电解铝厂不同电解质处理工艺的对比分析
38冶金冶炼M etallurgical smelting电解铝厂不同电解质处理工艺的对比分析曾 勇（东北大学设计研究院（有限公司），辽宁 沈阳 １１０１６６）摘 要：对电解质进行破碎处理，是为了实现阳极覆盖料的循环利用，通过将传统电解质处理工艺和新开发的自磨分选式电解质处理工艺进行技术经济等对比分析，可知新型电解质处理工艺具有显著的经济、社会和环保效益。
关键词：电解质；阳极；自磨；效益中图分类号：ＴＦ８２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）１０－００３８－３Comparative Analysis of Different Bath Treatment Processes in Aluminum SmelterZENG Yong（Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０１６６，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｔｈ ｉｓ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｏｄｅ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ． Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｂａｔｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｗｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｏｒｔｉｎｇ ｂａｔｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｓｅｅｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｅｗ ｂａｔｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｈａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ， ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ．Keywords: ｂａｔｈ； ａｎｏｄｅ； ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｇｒｉｎｄｉｎｇ； ｂｅｎｅｆｉｔｓ收稿日期：２０２２－０５作者简介：曾勇（１９８６－），男，湖北荆州人，硕士研究生，中级工程师，研究方向：电解铝工程设计及研究。
电极过程动力学导论1
电场强度=4q/, 0<x<d区 间内电势梯度恒定
不
1 d d( 1) d1
存 在
Cd dq
dq
dq
特 性 相
1 1 C紧 C分散
互
作
C紧
C分散
用
“电极/溶液”界面模型的发 展
Helmholtz“平板电容器”模型（“紧密双电层”
模型）
Cd
dq dV 4d
成功：可以解释某些溶液中测得的微分电容曲线 在零电荷电势两侧各有一平段（图2.18）
当1=0时，cosh(0)=1，此时C分散具有最小值。当q和1增 大时C分散迅速增大。
GCS模型的缺点
1、由于只处理了界面的一部分（分散层）而不是 全部界面区域，因此难以用实验进行验证。
2、推导公式过程中的不足。如：将分散层的介电常数 当作恒定值、离子所占体积和活度系数的变化等。
3、未考虑剩余电荷的“粒子性”。 若溶液的浓度不超过10-2mol/L，1不超过0.1V，则按GCS 模型估算1时误差不超过3%；但在许多常用的条件下，1 的计算误差也可高达30%~40%
q
RTc0 2
exp2R1FTexp2R1FT
2RTc0
sinh1F
2RT
对于z-z型电解质
q 2RT0csinhz2R1FT
分散层电容
C 分散 dd 1qR zFTR 2T 0ccosz2 R h1FT
在25C并采用实用单位时，上式可表示为
C 分 (F 散 c 2 ) m 7 .2 1 3 3 z 0 c 0 c1 o .4 z 9 s1 6 h
（Volta电势） （Galvani电势） i ii
•两孤立相（不发生相间粒子转移）间电势只与其
【免费下载】电化学原理课程复习题
理论电化学复习题1.当由诸分步步骤串联组成的电极过程达到稳态时，各分步步骤的进行速度应相同，但同时，我们又说存在“最慢步骤”，这两种说法是否矛盾？如何统一？不矛盾。
电极过程各个分部步骤是串联进行的，要想单独研究某一分部步骤，必须首先假定其它步骤进行的速度非常快，处于准平衡态，这样才能使问题得以简化。
电极反应的速率大小取决于反应中受阻最大而进行最慢的步骤，最慢的步骤称速度控制步骤，其动力学特征就反应了整个电极过程的动力学特征。
当电极过程的进行速度达到稳态时，这些串联组成连续反应的各分步均以相同的净速度进行。
但，各分步的反应活化能有大有小，相应的反应速率系数必然有小有大。
对串联的电极过程来说，整个电极过程的速度受最慢步骤（活化能最大）控制，表现出该“最慢步骤”的动力学特征。
2.平衡电极电势是如何建立的，以C U│C U SO4（a=1）为例说明。
当电极体系处于平衡状态时,没有宏观净反应,但此时微观的物质交换仍然再进行,只是正逆两个方向的反应速度相等.因此平衡电势下反应体系的ia和ic相等.Cu溶解趋势，Cu2+沉积趋势二者达到相平衡。
3.测量微分电容时应注意什么？为什么？双电层的微分电容可以被精确地测量出来。
经典地方法是交流电桥法，所谓交流电桥法，就是在处于平衡电位或直流电极化地电极上叠加一个小振幅地交流电压，用交流电桥测量与电解池阻抗相平衡地串连等效电路地电容值和电阻值，进而计算出研究电极地双电层电容。
微分电容是随电极电位和溶液浓度而变化的。
在同一电位下，随着溶液浓度的增加，微分电容值也增大。
如果把双电层看成是平行板电容器，则电容增大，意味着双电层有效厚度减小，即两个剩余电荷层之间的有效距离减小。
这表明，随着浓度的变化，双电层的结构也会发生变化。
4.试分析双电层电容为什么等于紧密层电容和分散层电容的串联？静电作用和粒子热运动的矛盾作用下，电极/溶液界面的双电层将由紧密层和分散层两部分组成，即把双电层的微分电容看成是由紧密层电容C紧和分散层电容C分串连组成的。
应用电化学复习思考题
应用电化学复习思考题第一章一. 基本概念1.法拉第过程和非法拉第过程法拉第过程：即电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应时的过程，其规律符合法拉第定律，所引起的电流称法拉第电流.非法拉第过程:在一定条件下，一定电势范围内施加电位时，电荷没有经过电极/溶液界面进行传递，而仅是电极溶液界面的结构发生变化的过程。
形成一定的界面结构只需耗用有限的电量，只会在外电路引起瞬间电流(与电容器充电过程相似)。
2.双电层电极和溶液界面带有的电荷符号相反，故电极/溶液界面上的荷电物质能部分地定向排列在界面两侧的现象。
3。
极化在电极上有电流通过时,随着电极上电流密度的增加，电极实际分解电位值对平衡值的偏离也愈来愈大，这种对平衡电位的偏离称为电极的极化。
4.循环伏安法循环伏安法是指加在工作电极上的电势从原始电位E0开始，以一定速度v扫描到一定电势E1，再将扫描方向反向进行扫描到原始电位E0，然后在E0和E1之间进行循环扫描（循环三角波电压）.二。
问答1.试说明参比电极具有的性能和用途。
用于测定研究电势的电极。
1.参比电极应具有良好的可逆性，电极电势符合Nernst方程2.参比电极应不易极化；3。
参比电极应具有好的恢复性,4。
参比电极应具有良好的稳定性5.参比电极应具有良好的重现性;2.试描述双电层理论的概要。
双电层理论的发展经历了若干发展阶段1。
亥姆荷茨(Helmholtz)模型(紧密层模型）2. 估依（Gouy）和恰帕曼（Chapman）模型3.斯特恩（Stern）模型（紧密层和分散层模型）、GCS（Gouy-Chapman—Stern）模型4。
BDM（Bockris-Davanathan-Muller）双电层模型.（详见PPT 第一章82)3。
什么是零电荷电势?零电荷电势有什么作用?可以用来测定零电荷电势的主要实验方法有哪些?电极表面不带电，相应的电极电势称为“零电荷电势”。
在计算电池的电动势时不能用合理电势处理电极过程动力学问题。
应用电化学答案
应用电化学答案【篇一：应用电化学书后习题答案杨辉_卢文庆编】>全书思考题和习题第一章习题解答：1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。
(1)ce4??2e?ce2?解：属于简单离子电迁移反应，指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种ce4?借助于电极得到电子，生成还原态的物种ce2?而溶解于溶液中，而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化，(2) o2?2h2o?4e?4oh?解：多孔气体扩散电极中的气体还原反应。
气相中的气体o2溶解于溶液后，再扩散到电极表面，然后借助于气体扩散电极得到电子，气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。
(3) ni2??2e?ni2?解：金属沉积反应。
溶液中的金属离子ni从电极上得到电子还原为金属ni，附着于电极表面，此时电极表面状态与沉积前相比发生了变化。
(4) mno2(s)?e?h2o?mnooh(s)?oh?解：表面膜的转移反应。
覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种，它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。
(5)zn?2oh??2e?zn(oh)2；zn(oh)2?2oh??[zn(oh)4]2?解：腐蚀反应：亦即金属的溶解反应，电极的重量不断减轻。
即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物，所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。
2．试说明参比电极应具有的性能和用途。
参比电极(reference electrode，简称re)：是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。
既然参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能：应是可逆电极，其电极电势符合nernst方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度，流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状；应具有良好的电势稳定性和重现性等。
不同研究体系可以选择不同的参比电极，水溶液体系中常见的参比电极有：饱和甘汞电极(sce)、ag/agcl电极、标淮氢电极(she或nhe)等。
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GCS分散层模型在电解合成工艺中应用电解合成的发展历史上电化学问题的提出，正是从电能与化学能的相互转换开始的。
1799年Volta 用锌片与铜片和H2SO4构成的电堆，出现了世界上第一个化学能转变为电能的化学电源。
1800年Nichoson和Carlisle利用Volta电堆进行电解水的第一次尝试。
1803年俄罗斯学者Перелов发明了电弧。
1807年Sir Humphry Davy用电解法析出钾和钠。
1833年发现了法拉第（Faraday）定律。
1870年电动机的发明的推动了电化学工业和电化学理论工作的进展。
19世纪70年代亥姆霍兹（Helmholtz）首次提出了双电层的概念；随着电化学理论的进一步发展，1887 年阿伦尼乌斯（Arrhenius）提出了电离学说。
1889年能斯特（Nernst）建立了电极电位的理论，提出了表示电极电位与电极反应各组分浓度间关系的能斯特公式；? 1905年塔菲尔（Tafel）测定了在各种金属上析氢的电化学反应速率，确定了电流密度与氢过电位关系，提出了电化学动力学的第一个定律--塔菲尔公式。
? 1923年，Debye-Hückel的电解质溶液理论，? 1924年Stern构建的双电层模型，1930年前后提出了Butler－Volmer方程式和关于双电层的开创性研究成果。
? BDM双电层模型的提出，量子电化学、半导体电化学、生物电化学、环境电化学等脱颖而出，电合成开始了新的发展里程。
5在电解中调节电极电位，能提供高电子转移的功能，这种功能可以使之达到一般化学试剂所不具备的氧化还原能力，同时可改变电极反应速度；控制电极电位和选择适当的电极、溶剂等方法，使反应按人们所希望的方向进行，故反应选择性高，副反应较少，可制备出许多特定价态的化合物，这是任何其它方法不能比拟的；6电化学反应所用的氧化剂或还原剂是靠电极上失电子或得电子来完成的，在反应体系中除原料和生成物外通常不含其他反应试剂。
因此产物不会被污染，也容易分离和收集，因此，可得到收率和纯度都较高的产品。
对环境污染少。
电化学过程的电参数（电流、电压）便于数据采集、过程自动化与控制，由于电氧化还原过程的特殊性，能制备出许多其它方法不能制备的物质和聚集态，而且电解槽可以连续运转。
73.2 电解合成原理3.2.1 电解合成的理论基础1 电解质溶液的基本性质溶剂不同电解质水溶液非电解质水溶液电解质溶液电解液按其组成及结构分类熔融电解质8（1）电解质溶液的电导电解质溶液的导电是由于电场中离子定向移动的结果，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，它们的导电能力大小用电导表示。
a. 电导(G)及电导率(K)金属的导电能力通常用电阻R来衡量，而电解质溶液导电能力的大小通常用电导G来表示。
电导是电阻的倒数，根据欧姆定律：1 I G? ? R U式中，I为通过导体的电流；U是电压。
9实验表明，电解质溶液的电导与两极间的距离l成反比，与电极面积A成正比，即：式中，K为比例常数，称为电导率（亦称比电导）, 单位：Ω-1•-1。
cmA G?K l将上式改写为K ?G l 1 l ? ( ) A R A电导率的物理意义是电极面积各为1cm2，两电极相距1cm 时溶液的电导，其数值与电解质种类、溶液浓度及温度等因素有关。
10不同种类的电解质，由于其正负离子的电量及其运动速度不同，而使其导电能力不同，即导电率不同。
表3.1第一类导体、超导体、绝缘体电导率（25℃）物质Cu Al 金属Pt Pb Ti Hgκ/Ω-1•-1 ㎝5.6×105 3.5×105 1.0×105 4.5×104 1.8×104 1.0×104物质超导石墨半导体(Si) 水玻璃绝缘体云母κ/Ω-1•-1 ㎝1020 2.5×102 0.01 10-7 ～10-14 10-1611强电解质与弱电解质溶液的电导率随浓度的变化规律有所不同，强酸和强碱的电导率最大，盐类次之。
不论强、弱电解质，浓度增大时，电导率均呈现先增加后降低的趋势。
电解质溶液的浓度对电导率的影响12在一定浓度范围内，随着电解质溶液浓度的增加，电解质溶液中导电质点数量的增加占主导，因而溶液的电导率随之增加；当浓度增加到一定程度后，由于溶液中离子间的距离减小，相互作用增强，使离子运动速度减小，电导率下降。
b. 摩尔电导(Λm)摩尔电导是电化学的理论研究中经常采用的另一种表示电解质溶液导电能力的量度。
其定义为：当距离为单位长度（1m）的平行电极间含有1mol电解质的溶液时，该溶液具有的电导称为溶液摩尔电导(Λm)。
13它与电导率的关系为? m ? Vm ? ?即?m ??c式中，Λm为摩尔电导，Ω-1•2•-1；m mol κ是电导率，Ω-1•-1；m Vm 为含有1mol电解质的溶液体积，m3•-1；molc为电解质溶液浓度，mol•-3。
m14电导率、摩尔电导与浓度之间的关系见图3.2和图3.3。
由图可见，强酸的电导率比较大，强碱次之，盐类较低，至于弱电解质乙酸的电导率就很低了。
图3.2 溶液电导率与浓度的关系（18℃）图3.3 溶液摩尔电导与浓度的关系（25℃）15（2）离子独立移动规律在无限稀释电解质溶液中，电解质的摩尔电导称为极限摩尔电导，用?? 表示m?? ? ?? ? ?? m ? ?此式叫科尔劳奇（Kohlrausch）离子独立移动规律。
揭示了在无限稀释电解质溶液中，阴、阳离子彼此独立，互不干扰。
任意浓度的电解质溶液中，摩尔电导和极限摩尔电导之比? m ??m 叫电导比。
弱电解质的离解度α可认为等于?m ?? ? ?m16（3）离子电迁移率和迁移数在单位电场强度，即单位电位梯度下，离子移动的速度叫离子电迁移率或叫离子淌度(U)。
表3.2 无限稀释时的离子电迁移（25℃）阳离子H+K+ Ba2+ Ca2+U+∞/(10-8m2•-1•-1) s V36.37.62 6.60 6.16阴离子OHSO42BrCl-U-∞/(10-8m2•-1•-1) s V20.58.27 8.12 7.91Na+Li+5.194.01NO3HCO3-7.404.6117当有电流通过电解质溶液时，移向阴极的阳离子和移向阳极的阴离子所分担的输送电量比例叫各离子的迁移数。
令阳离子、阴离子的迁移数分别为t+和t-，则t＋＋t－＝1? U? t? ? ? ? U? ?U? ? U? t? ? ? ? U? ?U?迁移数是可以测定的。
测定迁移数的方法有希托夫（Hittorf）法、界面移动法、电池电动势法等。
当溶液中存在多种离子时，所有离子的迁移数之和应为1，即? ti ? 118（4）活度和活度系数对于强电解质溶液，即使浓度相当稀时，离子之间仍存在较强的相互作用，所以与理想溶液的行为相比都有不同程度的偏离，通常用表观浓度--活度，来代替浓度。
电解质电离产生的阳离子和阴离子的活度和活度系数是不能单独确定的，因此定义的平均离子活度和平均活度系数。
根据定义，电解质的活度a与阳离子活度a+、阴离子活度a-及平均离子活度a±的关系如下：2 a ? a? ? a? ? a?192 电化学热力学(1) 电动势和理论分解电压在一个电化学反应器中，当无电流通过时，两电极之间自发产生的电位差，叫做电动势。
对电解池来说，则为电解反应所需的最低电压值，也就是理论分解电压。
在这种情况下，电化学体系内部处于热力学平衡状态，反应以可逆方式进行，其电动势的大小与温度、压力、浓度以及热力学状态函数等因素有关。
20（2）电极电位和标准电极电位将一金属电极浸入到具有该金属离子的电解质溶液中，在金属和溶液的界面处就产生电位差，通常称为电极电位或电极电势。
电极电位的绝对值无法测量，其值是相对于标准氢电极的电极电势为零时的相对量。
溶液的浓度和温度对电极电位的影响，用奈斯特（Nernst）公式来描述：2.303RT a氧化态? ? ?0 ? lg nF a还原态（3-18）21式中，R=8.314J/(mol•（摩尔气体常数）；F= K) 96500C/mol（法拉第常数）；n为离子的价数（离子价态的变化数（得失电子数））；a为活度。
?0 称为标准电极电位，在一定温度下，它是一个常数，等于溶液中离子的活度为1时的电极电位。
根据电极电位可判断金属在水溶液中的还原能力。
将金属（包括氢）按照它们的标准电极电位数值排列就得到了金属的电位序。
电位序有较大的实用意义：由电位序可知，在标准情况下氢前面的金属都是容易氧化的金属，氢后面的是难氧化的金属，前面的金属能把电位序表中排在后面的金属从盐溶液中臵换出来；可计算由任何两组金属组成的电池的电动势。
22表3.3 金属的电位序金属锂铷钾钡钙锶钠镁铍铝锰锌铬铁钋溶液中正离子Li+ Rb+ K+ Ba2+ Ca2+ Sr2+ Na+ Mg2+ Be2+ Al3+ Mn2+ Zn2+ Cr3+ Fe3+ Po4+ EΘ/V -3.01 -2.98 -2.92 -2.92 -2.84 -2.81 -2.71 -2.38 -1.70 -1.66 -1.05 -0.763 -0.71 -0.44 -0.40 金属镉铊钴镍锡铅氢锑铋砷铜汞银金溶液中正离子Cd+ Tl3+ Co4+ Ni3+ Sn2+ Pb4+ H+ Sb4+ Bi4+ As5+ Cu2+ Hg+ Ag+ Au2+ EΘ/V -0.40 -0.34 -0.27 -0.23 -0.14 -0.13 ±0.00 +0.2 +0.2 +0.3 +0.34 +0.798 +0.799 +1.7233 电化学动力学电极反应作为一种界面反应，是直接在“电极/溶液”界面上实现的。
“电极/溶液”界面性质对电极反应的动力学行为有很大影响。
“电极/溶液”界面对电极反应动力学性质的影响因素“化学因素”电极材料的化学性质与表面状态。
“电场因素”“电极/溶液”界面上的电场强度24界面荷电层的形成当两种不同物体接触时，界面层和相本体的性质往往有很大差别。
由于两相界面之间的各种作用，导致在界面两侧出现电量相等而符号相反的电荷，使每一相的电中性遭到破坏，形成与充电电容器相类似的界面荷电层。
界面荷电层按照形成机理可分为界面两侧之间的电荷转移离子特性吸附形成分布于溶液一侧的荷电层偶极子的定向排列25“电极/溶液”界面的结构模型——双电层模型? 综合有关双电层结构的GCS 分散层模型（即GouyChapman-Stern模型）和不存在离子特性吸附的内层模型（即紧密层模型），可将电极与溶液界面的结构简述如下：? （1）由于静电作用和离子的热运动，离子双电层的特性具有双重性，即分散性和紧密型性。