班班级：应化化1351宿舍：宿舍：6609组数：第数：第6组成成员：徐小文：徐小文张亮亮亮亮陈晓伟陈涛涛邓冬冬冬冬电化学合成技化学合成技术与工与工艺第七章第七章Electrochemical Synthesis Technology整理ppt电化学合化学合成概述成概述CONTENTS电化学理化学理论基基础电化学合化学合成工成工艺方方法法电化学工化学工程与工程与工业应用用目目录整理pptPPT模板下载：www.1ppt.com/moban/行业PPT模板：www.1ppt.com/hangye/节日PPT模板：www.1ppt.com/jieri/PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/PPT背景图片：www.1ppt.com/beijing/PPT图表下载：www.1ppt.com/tubiao/优秀PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/PPT教程：www.1ppt.com/powerpoint/Word教程：www.1ppt.com/word/Excel教程：www.1ppt.com/excel/资料下载：www.1ppt.com/ziliao/PPT课件下载：www.1ppt.com/kejian/范文下载：www.1ppt.com/fanwen/试卷下载：www.1ppt.com/shiti/教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/PPT论坛：www.1ppt.cn电化学合成概述化学合成概述THE BUSENESS PLANl电化学合成发展史l电化学合成的特点logo整理ppt1600Gilbert（英）发现摩擦生电1791Galvani（意大利）发现生物电现象1799Volta（意大利）发明电池1800Nicholson-Carlisle（英）电解水1807Davy（英）电解制碱金属1833Faraday(英）电解定律1839Grove氢氧燃料电池1879Helmholtz(德)双电层理论1884Arrhenius(瑞典）电离学说1900Nernst（德）Nernst方程1905Tafel(德）Tafel方程1923Debey(荷兰)-Huckel(德)离子互吸理论电化学合成发展史整理ppt电化学合成的特点合成体系清合成体系清洁，产物物纯度高；可制度高；可制备高氧化高氧化态或低或低还原原态化合物；可化合物；可选择性地制性地制备特定价特定价态化合物；可制化合物；可制备一些特殊的物一些特殊的物质或聚集或聚集态。较低低的的温温度度下下进行行，能能耗耗降降低低。反反应温温度度下下降降，设备材材料料的的腐腐蚀，损耗耗和和意意外外事事故故减减少少。可可以以在低在低挥发或者不或者不挥发反反应介介质中中进行行。产物物和和反反应物物易易于于回回收收。电解解质与与活活性性电化化学学媒介是可再生的，媒介是可再生的，对环境没有排放境没有排放。整理ppt电化学理化学理论基基础l电解质溶液l电化学反应热力学l极化过程与动力学方程l电极过程研究技术l电解过程研究技术整理ppt电解质溶液010203。电子子导体体 （第一（第一类导体）体）依靠自由依靠自由电子的运子的运动而而导电。例如：金属、石墨等。例如：金属、石墨等。温度升高，温度升高， 导电能力下降。能力下降。离子离子导体体 （第二（第二类导体）体）依靠离子定向运依靠离子定向运动和和电极极 反反应而而导电。例如：例如：电解解质溶液和熔融溶液和熔融电解解质。温度升高，温度升高，电解解质溶液的溶液的导电能力增大能力增大导体体整理ppt电解质溶液。电解池：解池：电能能转换为化学能的装置化学能的装置例：例：电解解HCl水溶液水溶液负极极(发生生还原反原反应阴极阴极)正极正极 (发生氧化反生氧化反应阳极阳极)电池反池反应整理ppt电解质溶液导电机理机理:。阳极阳极( (负极极) )阴极阴极( (正极正极) )电池反池反应电极上得失极上得失电子的反子的反应溶液中离子的定向迁移溶液中离子的定向迁移原原电池池：化学能：化学能转换为电能的装置能的装置整理ppt电导G、电导率率 、摩摩尔电导率率 m电电阻阻阻阻: :R=R= ( (l /Al /A) ) 单单位：位：位：位： 电电阻率阻率阻率阻率: : = = R R( (A / lA / l) ) mm1 1 电导电导: :G = 1/R G = 1/R 单单位：位：位：位：S(S(西西西西门门子子子子) )2 2 电导电导率率率率: : = 1= 1/ / = =G G( (l /Al /A) ) S S mm-1-1 其中其中其中其中 ( (l/Al/A)=)=电导电导池常数池常数池常数池常数K Kcellcell ( (物理意物理意物理意物理意义义) )：电电极面极面极面极面积积各各各各为为1 1mm2 2, , 两两两两电电极相距极相距极相距极相距1 1mm 时时溶液的溶液的溶液的溶液的电导电导。 的数的数的数的数值值与与与与电电解解解解质质种种种种类类、温度、温度、温度、温度、浓浓度度度度有关有关有关有关10整理ppt3. 3.摩摩摩摩尔电导尔电导率率率率 在相距在相距在相距在相距为单为单位距离的两个平行位距离的两个平行位距离的两个平行位距离的两个平行电导电电导电极之极之极之极之间间，放置含有，放置含有，放置含有，放置含有1 1 molmol电电解解解解质质的溶液，的溶液，的溶液，的溶液，这时这时溶液所具有的溶液所具有的溶液所具有的溶液所具有的电导电导称称称称为为摩摩摩摩尔电导尔电导率率率率mm ，单单位位位位为为S.mS.m2 2.mol.mol-1-1 m= Vm= /cV Vmm是含有是含有是含有是含有1mol1mol电电解解解解质质的溶液的体的溶液的体的溶液的体的溶液的体积积，单单位位位位为为mm3 3 .mol .mol-1-1， c c是是是是电电解解解解质质溶液的溶液的溶液的溶液的浓浓度，度，度，度， 单单位位位位为为molmol-1-1 . m . m3 3 ， 是是是是电导电导率，率，率，率， 单单位位位位为为S S mm-1-1 。11整理ppt电导率与率与浓度的关系度的关系弱电解质溶液电导率随浓度增加而变大，但变化不显著强电解质溶液当浓度C5mol/dm3时，电导率随着浓度的增加而升高，几乎成正比关系。当浓度C5mol/dm3时，电导率随着浓度的增加而降低，如H2SO4 和KOH溶液。cHClHClKOHKOHKClKClHAcHAcLiClLiCl12整理ppt强电解质的 m与c的关系随着浓度下降m 升高，很快达到一个极限值m，既无限稀释时的摩尔电导率，通常当浓度降至0.01mol/dm3以下时， m与c 之间呈线性关系。德国科学家Kohlrausch(科尔劳施）总结的经验式为： m= m（1- .）是与电解质性质有关的常数。将直线外推至c0，得到无限稀释摩尔电导率m 。 mmm1/2NaClNaClNaAcNaAcHAcHAc mm 13整理ppt电电极极极极2 2H+离子的迁移数离子的迁移数Cl-定定定定义义 t t+ +=Q=Q+ +/ /Q, tQ, t- -=Q=Q- -/ /Q QQ Q+ +=z=z+ +c c+ +FuFu+ + Q Q- -=z=z- -c c- -FuFu- -Q= QQ= Q+ +Q+Q- -= z= z+ +c c+ +FuFu+ + z+ z- -c c- -FuFu- -任何任何任何任何电电解解解解质质中：中：中：中：z z+ +c c+ +=z=z- -c c- -H+H+电电极极极极1 1单单位位位位时间时间内通内通内通内通过过溶液溶液溶液溶液某一截面的某一截面的某一截面的某一截面的电电量量量量为为Q=QQ=Q+ +Q+Q- - 溶液中离子的溶液中离子的溶液中离子的溶液中离子的浓浓度度度度为为c c+ +, , c c- -，离子迁移速率，离子迁移速率，离子迁移速率，离子迁移速率u u+ +, , u u- -14整理ppt能斯特方程式能斯特方程式 O+neR（O：氧化态粒子R：还原太粒子，n反应所涉及的电子数）在平衡状态下（电子交换、物质交换均达到平衡），电极/溶液界面所建立的电极电位满足：其中：平：平衡电位平0：标准平衡电位T：绝对温度，F：法拉第常数o，R：氧化态，还原态粒子活度Nernst方程是电化学热力学的基石。电化学化学热力学力学整理ppt2-2 相相间电位与位与电极极电位位一一.双双电层的形成与种的形成与种类1.带电粒子在两相间的迁移：这是由于带电粒子在两相中化学位的不同，引起粒子由高化学位向低化学位的迁移现象。a.两不同电子导体相相接触，由于电子在两相中化学位的不同而引起的定向迁移，遂在界面形成双电层。b.具有不同密度的两种电解质溶液相接触，离子由高浓度向低浓度迁移，遂在界面形成双电层。c.电子导体相与离子导体相相接触，带电粒子在两相间的迁移，遂形成异相界面形成双电层。整理ppt2.带电粒子或偶极子在两相界面的定向排列a.带电粒子由于特性吸附在溶液一侧形成的表面双电层。b.偶极子在溶液一侧的定向排列c.电子导体相一侧的偶极化3.由于外电路的作用形成的双电层（电容）其中第一类的C及第二、三类双电层是本课程的研究重点。整理ppt二.电化学位将一试验电荷（i）自无穷远处移入研究相（P），所涉及的全部能量变化的称为试验电荷在研究相的电化学位。记作：试验电荷移动过程中涉及的能量变化可分为三部分（1）试验电荷自无穷远处移至研究相附近（10-410-5cm）克服（研究相所带电荷产生的）外电场所做的功W1。z：实验电荷所带电荷数，e0：电子电量，： 研究相外电位整理ppt（2）实验电荷自研究相附近移入相内克服表面电场所做的功W2。X：研究相表面偶极子分布产生的表面电场。（3）实验电荷进入研究相克服短程力（化学作用）所做的功W3。即实验电荷在P点的化学位。所以有外电位与内表面电位的和又称之为内电位，记作：。整理ppt由电化学位的表达形式可见，它只是一种特殊的化学位。若研究的粒子不带电荷，则其电化学位等于其化学位。与化学为一样，电化学位是用以判断粒子在电化学体系中是否建立平衡的重要参量，其单位是能量单位。整理ppt三.相间电位差两相至接触相间的存在两种电位差：相间内电位差： = 1- 2相间外电位差： = 1-2相间内（外）电位差称之为电化学体系的绝对电极电位。注：两不同相间的内电位差不能直接测量，而外电位差是可直接测量。整理ppt四.电极电位（相对）1电池的电动势电池由（I）和（II）两个电子导体相和电解质相S构成。由此可见电池的电动势包括相互接触相的内电位差或外电位差的和。整理ppt2.电极电位将参考电极取代电子导体相与研究电极构成电化学电池。若将所有的研究电极系统均与参考电极体系构成电池，测得的其电池电动势，由上式可知，所有电动势组成中的后两项几乎相等。即电池电动势的大小取决于第一项的大小。这样就有可能解决不同相间绝对电极电位不可直接测量的问题。整理ppt电极电位（相对）：研究电极与标准氢电极系统（PH2=1atm，H+=1mol/L）构成无液接电池，测得该两电池两端（相同电子导体相）在无电流通过时的内电位差，称之为研究电极的相对电位，即电极电位。电位的符号以研究电极在原电池中极性决定。在实际应用中，由于标准氢电极使用不方便，常使用第二类金属构成的电极系统称为参考电极。主要有下列几种：a.Hg/HgCl2,KCl甘汞电极b.Hg/HgO,KOH氧化汞电极cHg/Hg2SO4,H2SO4硫酸亚汞电极d.Ag/AgCl,KCl银，氯化银电极作为参考电极的基本条件：操作简单、重现性好、可逆性好。整理ppt标准氢电极示意图整理ppt电化学合成工化学合成工艺简介介整理ppt电化学合成工化学合成工艺简介介电化学合成最基本的研究对象，是各类电化学反应在“电极溶液”界面上的热力学与动力学性质，证实这些反应在电化学体系内的反应可能性及其机理。化学反应的本质是反应物外层电子的得失，故任何一个氧化还原反应理论上都可以按照化学和电化学两种本质不同的反应机理来完成。对于任何一个如下式所示的氧化还原反应：A+BC+D（1）；如果通过化学反应实现上列反应，则可以表示为：A+BABC+D(2)化学反应过程中A粒子和B粒子通过相互碰撞形成一种活化配合物中间态-AB，然后转变成产物。整理ppt如果式(1)的反应在电解装置中进行，则在阴极和阳极分别发生下列电极反应：阴极反应:A+neC(3)阳极反应:B-neD(4)电化学总反应:A+BC+D(5)整理ppt电极反应在电极与溶液之间形成的界面上进行。对于单个电极而言，电极过程由下列步骤串联而成：(1)反应物粒子自溶液本体向电极表面传递；(2)反应物粒子在电极表面或电极表面附近液层中进行某种转化，例如表面吸附或发生化学反应；(3)在电极与溶液之间的界面上进行得失电子的电极反应；(4)电极反应产物在电极表面或电极表面附近液层中进行某种转化，例如表面脱附或发生化学反应；(5)电极反应产物自电极表面向溶液本体传递。任何一个电极过程都包括上述(1)、(3)、(5)三步，某些电极过程还包括(2)、(4)两步或其中一步。电极过程各步进行的速度存在差别，整个过程由其中最慢的一步控制，称为“控制步骤”。电化学合成工艺流程通常包括电解合成前处理、电解合成、电解合成后处理各步，其中电解合成是最重要的步骤。电解合成前后处理与化学合成相似，通常为净化、除湿、精制、分离等操作。电化学合成是一种绿色合成技术，其突出的优点之一就是无污染或者少污染，因而在三废处理方面负担轻、投入少。整理ppt电化学合成的研化学合成的研究究进展和展望展和展望整理ppt1、合成纳米材料（1）石墨层间化复合物（2）纳米粒子、薄膜、晶体2、合成电极材料3、合成功能材料4、合成超导材料电化学合成的化学合成的应用用5、电化学合成无机化工原料6、电化学合成有机物（2）L一半胱氨酸（1）邻，对，间三氟甲基苯甲酸（3）维生素k3整理ppt电化学合成的研究进展和展望电化学合成的研究近二十年来进展迅速，研究领域包括直接电化学合成、间接电化学合成、界面修饰电极、反应性电极等。除此之外，在下述领域也取得了很大进：(1)固体聚合物电解质（SPE）在电化学中的应用。SPE是一种高分子离子交换膜，由于其较好的化学和机械稳定性、优良的导电性等优点，目前逐渐应用于氯碱工业、电解水工业以及航空航天用燃料电池、核潜艇用氧气发生器等领域，使这些领域的技术水平取得了革命性的进步。整理ppt(2)碳载SbPbPt电催化纳米材料的最新研究进展。电极材料一直是电化学研究的重点，寻找和研制高活性、高选择性的新型电催化剂材料具有重要的意义。近年来，在导电载体上沉积纳米材料制备高性能实用型电催化剂引起了广泛的关注。实验表明，碳载SbPbPt电催化纳米材料的催化活性和稳定性远高于常用的Sb和Pb等金属电极，应用前景很好。整理ppt(3)金属有机物合成研究的最新进展。电化学合成金属有机物具有选择性高、产品纯度高、环境污染少等优点，因此具有很大优势。金属有机物具有特殊的功能，可用作催化剂、聚合材料、稳定剂、防腐剂和颜料等，近年来需求量增加很快。(4)超声在电化学合成中的最新应用。超声对电化学合成具有多种作用整理pptTHANKYOUTHEENDBY6609整理ppt