材料电化学 ppt课件
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-d = MdE- + K+(H2O)dKCl + M(H2O)dM
where E- is the potential of the mercury electrode with respect to
the reference.
PPT课件
7
双电层电容： 在所加电势和因物种在界面整齐排列而引
为什么要研究IPE？
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3
PPT课件
4
A. Ideal polarizable electrode - working electrode
理想极化电极-工作电极
B. Ideal nonpolarizable electrode - reference electrode
理想非极化电极-参比电P极PT课件
阻抗技术)适应于各种电极； (2)电毛细管测量方法， 此方法 仅适应于液体电极。
DME – Dropping mercury elecPPtTro课d件e – Polarography – Heyrovsk8 y
应用于液/液界面电化学研究的 升水电极
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9
PPT课件
10
电毛细管测量方法： 是由Lippmann提出的， 主要基于表面
Lippmann 公式： / E =-qM =qS -qM /A=qS/A/A =-M = S 电荷密度
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6
A 双电层的热力学问题：
Gibbs adsorption isotherm which describes interfaces in general
d id i
能否利用零电荷电势来解决 绝对电极电势的问题？
PPT课件
答案：查先生P163 4
3.1 双电层结构的理论模型
3.1.1 平行板电容器模型(Helmholtz Model, 1879)
此模型的两个主要缺 点是：只考虑了静电 作用没有考虑电解 质浓度的影响；忽略 了第一层(吸附物质)外 物质和电极之间的相 互作用。 可以解释当溶液中支 持电解质高浓度，特 别是在电位差较大的 情况。
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2
理想极化电极(The Ideal Polarized Electrode， IPE)：
在一定的电位区间， 没有带电粒子从一相 (电解质)转移到另一相(电极)进行放电， 电极电位的改变正好等于外加电位的变 化。 例如：Hg电极在除氧的KCl 溶液中 (+0.25 V - -2.1V). 金电极表面修饰单层硫 醇。
起的电荷之间的正比常数
q=CV
微分电容Cd (the differential capacity):
Cd = qM / E
积分电容Ci (the integral capacity):
Ci = qM /(E- EPZC )
EPZC：零电荷电势
测量双电层电容的主要方法：(1)Impedance Technique(
Chapter Three
The Interfacial Region
电极/电解质溶液界面上的双电层
3.1 Introduction（导言）
3.2 The electrolyte double layer（电解质双电层）: surface tension （表面张力）,charge density(电荷密度） and capacity（电容）。
5
3.2 电极/电解质双电层
表面张力，电荷密度和电容
表面张力 = G/A (surface tension). The surface tension is a measurement of the energy required to produce a unit area of new surface.
以无限制地靠近电极(即紧密层不存在)。
3.3 Double layer models（双电层模型）
3.4 Specific adsorption（特征吸附）
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1
3.1 导论
各种电化学反应， 不论发生在工业电解槽、化学电源 或实验室中的各种研究电化学池中，都有一个共同之处, 它们都是在电极和溶液之间很薄的界面层内进行的。
半导体电极
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14
3.1.2 Gouy-Chapman Model (1910-1913) (Diffuse double layer model)
PPT课件
15Fra Baidu bibliotek
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16
物质在电极附近的分布 遵守Boltzmann定律：
= - s
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17
此模型的缺点是：把离子作为点电荷，没有体积，可
张力和重力的平衡： 2rccos = rc 2Hghg
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11
以表面张力 vs. E 作图所得的曲线 称之为电毛细管曲 线(electrocapillary curve)。
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12
零电荷电势(potential of zero charge, EPZC): 表面 电荷为零的电极电势(也 称作金属的零点电势)。
and reference system, respectively.
Electrocapillary equation which describes the properties of electrochemical interfaces more particularly. Cu’/Ag/AgCl/K+,Cl-,M/Hg/Cu
Bulk electrode（块体电极、体相电极）
Space-charge layer空间电荷层 Electrolyte double layer
电解质双电层
Interfacial region （界面区）
Bulk solution
Schematic illustration of the electrode-solution interface
i
这里 i = ni/A (surface excess concentration) ni= niS - niR where ni is the excess quantity and niS and niR are the numbers of moles of species i in the interfacial region for the actual system
where E- is the potential of the mercury electrode with respect to
the reference.
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双电层电容： 在所加电势和因物种在界面整齐排列而引
为什么要研究IPE？
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A. Ideal polarizable electrode - working electrode
理想极化电极-工作电极
B. Ideal nonpolarizable electrode - reference electrode
理想非极化电极-参比电P极PT课件
阻抗技术)适应于各种电极； (2)电毛细管测量方法， 此方法 仅适应于液体电极。
DME – Dropping mercury elecPPtTro课d件e – Polarography – Heyrovsk8 y
应用于液/液界面电化学研究的 升水电极
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电毛细管测量方法： 是由Lippmann提出的， 主要基于表面
Lippmann 公式： / E =-qM =qS -qM /A=qS/A/A =-M = S 电荷密度
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A 双电层的热力学问题：
Gibbs adsorption isotherm which describes interfaces in general
d id i
能否利用零电荷电势来解决 绝对电极电势的问题？
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答案：查先生P163 4
3.1 双电层结构的理论模型
3.1.1 平行板电容器模型(Helmholtz Model, 1879)
此模型的两个主要缺 点是：只考虑了静电 作用没有考虑电解 质浓度的影响；忽略 了第一层(吸附物质)外 物质和电极之间的相 互作用。 可以解释当溶液中支 持电解质高浓度，特 别是在电位差较大的 情况。
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理想极化电极(The Ideal Polarized Electrode， IPE)：
在一定的电位区间， 没有带电粒子从一相 (电解质)转移到另一相(电极)进行放电， 电极电位的改变正好等于外加电位的变 化。 例如：Hg电极在除氧的KCl 溶液中 (+0.25 V - -2.1V). 金电极表面修饰单层硫 醇。
起的电荷之间的正比常数
q=CV
微分电容Cd (the differential capacity):
Cd = qM / E
积分电容Ci (the integral capacity):
Ci = qM /(E- EPZC )
EPZC：零电荷电势
测量双电层电容的主要方法：(1)Impedance Technique(
Chapter Three
The Interfacial Region
电极/电解质溶液界面上的双电层
3.1 Introduction（导言）
3.2 The electrolyte double layer（电解质双电层）: surface tension （表面张力）,charge density(电荷密度） and capacity（电容）。
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3.2 电极/电解质双电层
表面张力，电荷密度和电容
表面张力 = G/A (surface tension). The surface tension is a measurement of the energy required to produce a unit area of new surface.
以无限制地靠近电极(即紧密层不存在)。
3.3 Double layer models（双电层模型）
3.4 Specific adsorption（特征吸附）
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3.1 导论
各种电化学反应， 不论发生在工业电解槽、化学电源 或实验室中的各种研究电化学池中，都有一个共同之处, 它们都是在电极和溶液之间很薄的界面层内进行的。
半导体电极
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3.1.2 Gouy-Chapman Model (1910-1913) (Diffuse double layer model)
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15Fra Baidu bibliotek
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物质在电极附近的分布 遵守Boltzmann定律：
= - s
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此模型的缺点是：把离子作为点电荷，没有体积，可
张力和重力的平衡： 2rccos = rc 2Hghg
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以表面张力 vs. E 作图所得的曲线 称之为电毛细管曲 线(electrocapillary curve)。
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零电荷电势(potential of zero charge, EPZC): 表面 电荷为零的电极电势(也 称作金属的零点电势)。
and reference system, respectively.
Electrocapillary equation which describes the properties of electrochemical interfaces more particularly. Cu’/Ag/AgCl/K+,Cl-,M/Hg/Cu
Bulk electrode（块体电极、体相电极）
Space-charge layer空间电荷层 Electrolyte double layer
电解质双电层
Interfacial region （界面区）
Bulk solution
Schematic illustration of the electrode-solution interface
i
这里 i = ni/A (surface excess concentration) ni= niS - niR where ni is the excess quantity and niS and niR are the numbers of moles of species i in the interfacial region for the actual system