電化學分析儀器（簡體書）

本書是《分析儀器使用與維護叢書》的分冊之一。書中概括介紹了電化學分析技術的發展歷史、電化學分析儀器的分類及發展趨勢。重點介紹了電化學測量基礎知識，電化學分析儀器原理和電化學分析儀器技術。對電化學分析數據處理和模擬、電化學掃描探針顯微技術、電化學傳感器、常見的電化學綜合測試系統都做了比較詳細的介紹。對電化學分析儀器的智能化、自動化發展趨勢以及電分析化學技術在未來電分析科學隊伍中的使命也做了適當的介紹。
本書適合于電化學分析工作者閱讀，對電化學分析儀器實驗室管理人員、電化學分析儀器教學人員也有很高的閱讀價值。本書也可作為高等院校相關專業教師、研究生以及高年級本科生的參考書。

第1章 引論1
1.1 電化學分析技術1
1.2 電化學以及電化學分析技術的發展2
1.2.1 電化學發展簡介2
1.2.2 電化學分析技術的發展歷史5
1.3 電化學分析儀器分類6
1.3.1 分析儀器分類及其特徵7
1.3.2 電化學分析儀器分類8
1.4 電化學分析儀器的發展趨勢9
參考文獻11
第2章 電化學測量基礎12
2.1 電化學基礎概念12
2.1.1 氧化還原與電化學反應12
2.1.2 法拉第過程和非法拉第過程13
2.1.3 電化學池14
2.1.4 電解質溶液16
2.1.5 極化19
2.1.6 鹽橋21
2.1.7 界面雙電層22
2.1.8 電極分類23
2.2 電化學分析基礎25
2.2.1 電極過程動力學簡介25
2.2.2 電極過程的速度控制步驟26
2.2.3 電極反應與電極反應速率27
2.2.4 交換電流30
2.2.5 電流-超電勢方程31
2.2.6 電極反應的可逆性33
2.2.7 電極體系中的傳質過程33
2.3 電化學測量基礎36
2.3.1 電化學測量的原理36
2.3.2 電化學測量中的電極反應體系的組成和結構37
2.3.3 相對電極電勢及其測量38
2.3.4 電流的測量44
2.3.5 穩態測量與暫態測量44
參考文獻46
第3章 電化學分析儀器技術48
3.1 控制電勢階躍技術48
3.1.1 常用的階躍電勢波形48
3.1.2 控制電勢階躍的電流-電勢特徵49
3.1.3 擴散控制下的電勢階躍49
3.1.4 計時電流法與計時庫侖法51
3.1.5 雙電勢階躍51
3.1.6 恆電勢法應用53
3.2 控制電流技術56
3.2.1 控制電流階躍過程的特點56
3.2.2 常見的階躍電流波形57
3.2.3 控制電流階躍的一般理論58
3.2.4 控制電流階躍的電勢-時間曲線特徵60
3.2.5 控制電流技術的應用61
3.3 脈沖技術65
3.3.1 原理65
3.3.2 常見的脈沖波形66
3.3.3 庫侖脈沖法67
3.3.4 脈沖伏安法67
3.3.5 脈沖伏安法的應用71
3.4 線性電勢掃描技術71
3.4.1 線性電勢掃描過程中響應電流的特點72
3.4.2 線性電勢掃描伏安法73
3.4.3 循環伏安法78
3.4.4 薄層伏安法81
3.4.5 線性電勢掃描技術的應用82
3.5 交流阻抗技術84
3.5.1 交流電路的基本性質85
3.5.2 法拉第阻抗88
3.5.3 由法拉第阻抗求動力學參數90
3.5.4 交流阻抗的測量技術91
3.5.5 交流電化學阻抗譜93
3.5.6 交流伏安法94
3.6 光譜電化學技術97
3.6.1 現場光譜技術98
3.6.2 非現場光譜技術107
3.6.3 現場顯微技術110
3.6.4 其他現場技術110
參考文獻112
第4章 電化學分析儀器原理115
4.1 基本工作原理115
4.1.1 運算放大器115
4.1.2 電流反饋117
4.1.3 電壓反饋119
4.1.4 恆電勢儀120
4.1.5 恆電流儀123
4.2 電勢法分析儀器124
4.2.1 基本原理125
4.2.2 儀器組成127
4.2.3 離子選擇性電極128
4.2.4 常見的電位法分析儀器及使用129
4.3 電導法分析儀器139
4.3.1 基本原理139
4.3.2 儀器組成141
4.3.3 電磁濃度計工作原理142
4.3.4 常見的電導法分析儀器介紹143
4.4 電量式分析儀器147
4.4.1 基本原理148
4.4.2 控制電勢庫侖分析法148
4.4.3 恆電流庫侖分析法151
4.4.4 微庫侖分析法153
4.4.5 常見的電量法分析儀器介紹156
參考文獻161
第5章 電化學分析數據處理和模擬163
5.1 拉普拉斯變換（Laplace）技術163
5.1.1 電化學問題中的偏微分方程163
5.1.2 拉普拉斯變換定義164
5.1.3 Laplace的基本性質和定理165
5.1.4 單位階躍函數及其Laplace變換166
5.1.5 微分方程的解法166
5.2 泰勒(Taylor)展開式167
5.2.1 多變量函數的展開168
5.2.2 單變量函數的展開168
5.3 傅里葉分析168
5.3.1 傅里葉級數168
5.3.2 傅里葉變換169
5.3.3 Fourier平滑、Fourier插值及Fourier卷積和自去卷積169
5.3.4 Fourier分析應用170
5.4 小波分析171
5.4.1 小波的定義172
5.4.2 用小波實現多分辨分析172
5.4.3 小波變換173
5.4.4 小波分析在電分析化學中的應用174
5.5 電化學數值模擬176
參考文獻181
第6章 電化學掃描探針顯微技術183
6.1 掃描隧道顯微鏡184
6.1.1 掃描隧道顯微鏡的原理184
6.1.2 掃描隧道顯微鏡的兩種模式184
6.1.3 掃描隧道顯微鏡儀器及特點185
6.2 電化學掃描隧道顯微鏡186
6.2.1 電化學SIM的工作環境及隧道理論186
6.2.2 ECSTM裝置188
6.2.3 針尖189
6.2.4 ECSTM應用190
6.3 原子力顯微鏡191
6.3.1 AFM的基本原理192
6.3.2 AFM的工作模式193
6.3.3 電化學原子力顯微鏡(ECAFM)193
6.3.4 ECAFM的應用194
6.3.5 ECAFM的展望196
6.4 掃描電化學顯微鏡196
6.4.1 SECM的裝置196
6.4.2 SECM的原理197
6.4.3 SECM的定量分析理論199
6.4.4 SECM的應用200
6.4.5 SECM的展望203
參考文獻203
第7章 電化學傳感器205
7.1 電化學生物傳感器205
7.1.1 電化學生物傳感器概述205
7.1.2 電化學生物傳感器的基本組成207
7.1.3 電化學生物傳感器信號轉化器207
7.1.4 電化學生物傳感器的分類207
7.1.5 電化學生物傳感器進展211
7.1.6 電化學生物傳感器的應用213
7.2 電化學氣體傳感器213
7.2.1 電化學氣體傳感器的基本組成213
7.2.2 電化學氣體傳感器的分類214
7.2.3 電化學氣體傳感器應用218
參考文獻219
第8章 常見的電化學綜合測試系統220
8.1 電化學綜合測試系統概述220
8.2 CHI系列電化學工作站221
8.2.1 CHI電化學工作站原理221
8.2.2 CHI電化學工作站功能222
8.3 Princeton公司電化學綜合測試系統225
8.3.1 PAR電化學儀器225
8.3.2 VersaSTAT227
8.4 部分國內外電化學綜合測試系統介紹229
8.4.1 蘭力科公司電化學綜合測試系統229
8.4.2 韋斯儀器公司電化學綜合測試系統230
8.4.3 科斯特公司CS系列電化學綜合測試系統231
8.4.4 Solartron(輸力強)綜合電化學測試儀233
參考文獻233
第9章 電化學分析儀器的新發展235
9.1 電化學分析儀器的自動化與智能化235
9.2 各種聯用技術在電化學分析儀器設計中的應用236
9.2.1 流動注射-電化學檢測聯用技術236
9.2.2 液相色譜-電化學檢測238
9.2.3 毛細管電泳-電化學檢測243
9.3 電化學分析儀器的現場/原位技術研發244
9.4 單分子分析中的電分析方法和儀器設計245
9.5 未來電分析化學儀器設計研發的方向和未來電化學分析的使命246
參考文獻247