電催化

第1章　電催化基礎與應用研究進展
1.1電化學的發(fā)展歷史
1.2電催化反應的基本規(guī)律和兩類電催化反應及其共同特點
1.3研究電極過程的經(jīng)典電化學方法、表面分析技術(shù)和電化學原位譜學方法
1.3.1經(jīng)典電化學研究方法
1.3.2非傳統(tǒng)電化學研究方法及其進展
1.4電催化劑的電子結(jié)構(gòu)效應和表面結(jié)構(gòu)效應
1.4.1電子結(jié)構(gòu)效應對電催化反應速度的影響
1.4.2表面結(jié)構(gòu)效應對電催化反應速度的影響
1.5一些實際電催化體系的分析和討論
1.5.1納米粒子的組成及其對電催化性能的影響
1.5.2催化劑載體對電催化性能的影響
1.5.3納米粒子的表面結(jié)構(gòu)對其電催化性能的影響
1.5.4納米尺度電催化劑活性的比較與關(guān)聯(lián)
1.6總結(jié)與展望
參考文獻
第2章　電催化表面結(jié)構(gòu)效應與金屬納米粒子催化劑表面結(jié)構(gòu)控制合成
2.1電催化表面結(jié)構(gòu)效應
2.1.1金屬單晶面及其表面原子排列結(jié)構(gòu)
2.1.2晶面結(jié)構(gòu)效應
2.2金屬納米粒子的表面結(jié)構(gòu)控制合成及其電催化
2.2.1納米粒子形狀與晶面的關(guān)系
2.2.2晶體生長規(guī)律
2.2.3低表面能金屬納米粒子的控制合成及其催化性能研究
2.2.4高表面能金屬納米粒子的控制合成及其電催化
2.3總結(jié)與展望
參考文獻
第3章　電催化中的電子效應與協(xié)同效應
3.1金屬表面吸附作用的物理化學基礎
3.1.1金屬的電子能帶結(jié)構(gòu)
3.1.2吸附質(zhì)與金屬表面的相互作用
3.1.3吸附作用的密度泛函理論計算
3.2催化作用中的電子效應與協(xié)同效應
3.2.1吸附作用的電子特征描述
3.2.2金屬表面反應性及其電子效應調(diào)控
3.2.3催化作用中的協(xié)同效應
3.3研究實例
3.3.1氧還原反應Pt合金催化劑的電子效應
3.3.2甲酸氧化反應Pd合金催化劑的表面反應性調(diào)控
3.3.3氫氧化反應Ni催化劑d帶反應性的選擇性抑制
3.3.4利用幾何效應調(diào)控Pt催化甲醇氧化的反應選擇性
3.3.5Pt.Ru電催化協(xié)同效應的直接觀測
3.3.6Pd.Au合金表面H吸附與CO吸附所需的最小Pd原子聚集體
參考文獻
第4章　電催化劑的設計與理論模擬
4.1電極/溶液界面電荷傳遞過程的量子效應
4.1.1電子轉(zhuǎn)移反應的基本類型
4.1.2電子轉(zhuǎn)移的基本原理
4.1.3Marcus的電子轉(zhuǎn)移理論
4.1.4電極/溶液界面電子的隧道效應
4.2電極/溶液界面的量子化學模擬
4.2.1計算方法與模型
4.2.2催化劑的反應活性和電子構(gòu)型的計算
4.2.3溶劑效應
4.2.4電極電勢的模擬
4.3電極過程動力學模擬及其應用
4.3.1氧氣電催化還原
4.3.2甲醇電催化氧化
4.3.3電催化非線性動力學過程模擬
4.4總結(jié)與展望
參考文獻
第5章　燃料電池催化劑新材料
5.1質(zhì)子交換膜燃料電池及催化劑概述
5.2陽極催化劑
5.2.1氫.氧燃料電池陽極催化劑
5.2.2DMFC陽極催化劑
5.2.3DFAFC陽極催化劑
5.2.4DEFC陽極催化劑
5.3陰極催化劑
5.3.1陰極氧電還原機理
5.3.2鉑基催化劑
5.3.3非鉑基金屬催化劑
5.4催化劑制備方法
5.4.1浸漬.液相還原法
5.4.2膠體法
5.4.3微乳液法
5.4.4電化學法
5.4.5氣相還原法
5.4.6氣相沉積法
5.4.7高溫合金化法
5.4.8羰基簇合物法
5.4.9預沉淀法
5.4.10離子液體法
5.4.11噴霧熱解法
5.4.12固相反應法
5.4.13多醇過程法
5.4.14微波法
5.4.15組合法
5.4.16離子交換法
5.4.17輻照法
5.5載體
5.5.1炭黑
5.5.2中孔碳
5.5.3CNTs
5.5.4碳凝膠
5.5.5空心碳
5.5.6碳卷
5.5.7碳纖維
5.5.8碳納米分子篩
5.5.9碳化鎢
5.5.10硬碳
5.5.11碳納米籠
5.5.12金剛石
5.5.13富勒烯
5.5.14石墨烯
參考文獻
第6章　氫電極電催化
6.1氫電極反應及其電催化概述
6.2氫的電化學吸附
6.2.1氫的欠電勢吸附
6.2.2氫的過電勢吸附
6.2.3氫吸附的譜學技術(shù)研究
6.2.4氫吸附的理論計算研究
6.3氫電極反應機理
6.4氫電極反應動力學
6.4.1氫電極反應交換電流密度的測量
6.4.2交換電流密度的火山關(guān)系圖
6.4.3溫度對氫電極反應動力學的影響
6.5氫電催化的Pt表面結(jié)構(gòu)效應
6.6氫電催化的鉑納米粒徑效應
6.7總結(jié)與展望
參考文獻
第7章　鉑基催化劑上的氧還原電催化
7.1概述
7.2Pt單質(zhì)金屬催化劑
7.2.1Pt單晶的晶面取向、陰離子吸附對氧還原性能的影響
7.2.2Pt納米催化劑的粒徑效應
7.3鉑基二元模型電催化劑的氧還原行為
7.4Pt及其合金的氧還原活性趨勢的理論預期
7.5Pt基金屬納米催化劑
7.6ORR機理的研究進展
7.7總結(jié)與展望
參考文獻
第8章　幾種代氫燃料分子的直接電催化氧化
8.1硼氫化物的直接電催化氧化
8.1.1硼氫化物作為代氫陽極燃料的優(yōu)勢與問題
8.1.2不同金屬上硼氫化物電氧化的基本行為
8.1.3BH-4在金屬電極上的電氧化模型
8.1.4硼氫化物的直接電催化氧化小結(jié)
8.2氨的直接電催化氧化
8.2.1氨的直接電催化氧化概述
8.2.2氨在Pt及其合金上的電氧化行為
8.2.3氨在金屬鎳上的電氧化行為
8.3硼氮烷作為陽極燃料的電催化
8.3.1硼氮烷作為陽極燃料的電催化概述
8.3.2BH3NH3在Ag電極上的電氧化
8.3.3幾種典型催化劑上硼氮烷的直接電氧化
8.3.4總結(jié)與展望
參考文獻
第9章　有機小分子電催化
9.1概述
9.2CO的電催化氧化
9.2.1CO在金屬表面的吸附
9.2.2CO在Pt表面電氧化
9.2.3納米Pt表面CO的電氧化：尺寸及晶面效應
9.2.4Pt.Ru合金表面CO電氧化的“雙功能機理”
9.2.5d帶能級與表面偏析對電催化的影響
9.3甲醇的陽極氧化
9.3.1甲醇的電氧化機理
9.3.2甲醇電氧化催化劑的設計
9.4甲酸的電催化氧化
9.4.1Pt表面甲酸電氧化機理
9.4.2Pd表面甲酸電氧化
9.4.3甲酸電氧化催化劑的設計
9.5乙醇的電催化氧化
9.6堿性環(huán)境中C1小分子的電氧化
9.6.1堿性條件下CO電催化氧化
9.6.2堿性條件下甲醇的電催化氧化
9.7總結(jié)與展望
參考文獻
第10章　酶電催化
10.1酶的基本結(jié)構(gòu)與功能
10.1.1酶的基本概念
10.1.2酶的活性中心
10.1.3酶的一級結(jié)構(gòu)與催化功能的關(guān)系
10.1.4酶的二級和三級結(jié)構(gòu)與催化功能的關(guān)系
10.1.5酶的四級結(jié)構(gòu)與催化功能的關(guān)系
10.2酶催化反應的一般理論
10.2.1酶催化反應理論
10.2.2酶催化反應的動力學
10.2.3酶催化反應的動力學參數(shù)的求取
10.3酶催化反應的電化學
10.3.1酶催化反應的電化學研究方法
10.3.2酶催化反應的電流理論
10.3.3酶在電極表面的固定
10.4酶催化電化學研究的幾個重要例子
10.4.1葡萄糖氧化酶
10.4.2反丁烯二酸還原酶和丁二酸脫氫酶
10.4.3過氧化物酶
10.4.4鉬氧轉(zhuǎn)移酶
10.4.5細胞色素P450酶
10.4.6氫酶
10.4.7含銅氧化酶
10.5酶電化學催化的應用
10.5.1用于底物的定量測定
10.5.2用作生物燃料電池的電極催化劑
10.5.3電化學免疫分析
10.5.4DNA雜交檢測
參考文獻
第11章　光電催化
11.1概述
11.2光電催化原理
11.2.1太陽能光電催化原理
11.2.2環(huán)境光電催化原理
11.3光電催化劑與光電催化反應
11.3.1TiO2光電催化劑的制備
11.3.2提高TiO2光催化活性的途徑
11.3.3WO3光電催化劑
11.3.4CdS光電催化劑
11.3.5ZnO光電催化劑
11.3.6新型配合物半導體光電催化劑
11.3.7具有光電催化功能的聚合物納米復合材料
11.3.8光電催化劑的表征
11.3.9光電催化反應
11.4重要的光電催化過程及應用
11.4.1光電催化電解水制氫
11.4.2光電催化對典型有機污染物的降解
11.5光電催化的研究方法
11.5.1光催化研究過程的分析方法
11.5.2光電催化的動力學研究
11.5.3光電化學研究方法
參考文獻
第12章　燃料電池電催化
12.1燃料電池的分類和性能
12.1.1燃料電池分類
12.1.2燃料電池性能
12.2燃料電池電催化
12.2.1催化劑概述
12.2.2電催化反應特點
12.2.3催化劑的表征方法
12.2.4催化劑的結(jié)構(gòu)組成
12.2.5催化劑的電催化性能
12.2.6催化劑的耐久性
12.3總結(jié)與展望
參考文獻
第13章　工業(yè)過程電催化
13.1氯堿工業(yè)過程電催化
13.1.1氯堿工業(yè)概述
13.1.2氯堿電解槽的析氯陽極電催化
13.1.3氯堿電解槽的析氫陰極電催化
13.2濕法冶金工業(yè)電積過程電催化
13.2.1濕法冶金工業(yè)概述
13.2.2氯化物水溶液中Ni、Co電積過程電催化
13.2.3硫酸溶液中Ni電積過程電催化
13.2.4硫酸溶液Zn電積過程電催化
13.3熔鹽鋁電解過程電催化
13.3.1熔鹽鋁電解工業(yè)概述
13.3.2碳素陽極的摻雜電催化
13.3.3碳素陽極摻雜電催化機理
13.3.4鋰鹽陽極糊及其工業(yè)應用
13.3.5預焙陽極的摻雜電催化與綜合改性
參考文獻
索引