第1章緒論/ 1

1.1概述1

1.1.1電化學定義1

1.1.2電化學發展簡史1

1.1.3電化學的特點2

1.1.4現代電化學的發展趨勢2

1.2電化學工業應用領域簡介3



第2章電化學工業體繫/ 6

2.1電化學工程6

2.1.1電極與電極材料6

2.1.2隔膜8

2.1.3電解質10

2.2電化學反應器及質量技術指標11

2.2.1電化學反應器11

2.2.2電解工藝的質量指標12



第3章化學電源發展與關鍵技術進展/ 15

3.1化學電源發展概述15

3.1.1化學電源發展現狀15

3.1.2化學電源的發展前景16

3.2鋰離子電池關鍵技術進展17

3.2.1鋰離子電池正極材料17

3.2.2鋰離子電池負極材料19



第4章氯堿工業/ 23

4.1概述23

4.1.1氯堿工業在國民經濟中的地位23

4.1.2氯堿工業的發展24

4.1.3氯堿工業生產技術及其發展25

4.2氯化鈉溶液電解的理論基礎27

4.2.1陽極過程27

4.2.2陰極過程28

4.2.3理論分解電壓和槽電壓28

4.2.4氯堿工業中溶液的次級反應30

4.3金屬陽極與選擇性電催化現像31

4.3.1金屬陽極31

4.3.2DSA電極的研制與發展31

4.3.3DSA電極的組成、結構、制備工藝與性能32

4.3.4陰極材料33

4.4氯堿工業電解方法34

4.4.1隔膜電解法34

4.4.2離子膜電解法39

4.4.3水銀電解法42



第5章無機電合成/ 45

5.1概述45

5.1.1無機電合成電極過程45

5.1.2無機電合成特點46

5.2電解二氧化錳47

5.2.1電解二氧化錳的性質與用途47

5.2.2電解二氧化錳的制備方法49

5.3電解制備氯酸鹽50

5.3.1電解法制備氯酸鈉50

5.3.2電解制備次氯酸鈉53

5.4氯化法處理含氰廢水55

5.4.1有效氯的概念55

5.4.2堿性氯化法56

5.4.3電解法57



第6章有機電合成/ 59

6.1有機電合成的發展59

6.1.1概述59

6.1.2有機電合成的特點60

6.1.3有機電合成反應機理61

6.1.4有機電合成的若干發展方向62

6.2電化學催化65

6.2.1概述65

6.2.2影響電催化劑電催化性能的因素66

6.2.3評價電催化性能的方法68

6.2.4電催化反應案例介紹70

6.3有機電合成的反應類型74

6.3.1電化學氧化74

6.3.2電化學還原76

6.3.3電化學氟化78

6.4有機電合成技術79

6.4.1恆電流電解法79

6.4.2恆電位法79

6.4.3恆電流法和恆電位法比較80

6.4.4影響有機電合成的因素80

6.5電化學有機合成工業化實例81

6.5.1己二腈的電合成81

6.5.2四乙基鉛的電合成83

6.5.3有機氟化物的電合成84

6.5.4癸二酸的電合成86



第7章電化學冶金/ 87

7.1概述87

7.1.1金屬的分類87

7.1.2金屬的存在87

7.1.3金屬的性質88

7.2金屬材料的制備——冶金90

7.2.1冶金工藝概述90

7.2.2火法冶金90

7.2.3濕法冶金93

7.2.4電化學冶金93

7.3電解水溶液提取金屬94

7.3.1電解水溶液提取金屬的基本原理94

7.3.2鋅的電解提取95

7.4電解熔融鹽提取金屬99

7.4.1熔融鹽電解理論100

7.4.2鋁的電解提取103

7.5金屬的電解精煉107

7.5.1概述107

7.5.2銅的電解精煉108

7.5.3鋁的電解精煉109



第8章電化學加工/ 110

8.1概述110

8.1.1電化學加工分類110

8.1.2電化學加工的特點111

8.2電解加工111

8.2.1概述111

8.2.2電解加工的電極電位113

8.2.3電解液116

8.2.4電解加工的基本工藝規律118

8.2.5電解加工的應用120

8.3電解磨削123

8.3.1電解磨削基本原理123

8.3.2電解磨削的特點124

8.3.3電解磨削的主要設備124

8.3.4電解磨削的應用126

8.4電鑄126

8.4.1電鑄原理126

8.4.2電鑄特點127

8.4.3電鑄加工的設備和工藝127

8.4.4電鑄應用128

8.5電刷鍍128

8.5.1電刷鍍的原理128

8.5.2電刷鍍特點128

8.5.3電刷鍍設備及鍍液129

8.5.4電刷鍍的應用129



第9章電化學法合成納米材料/ 131

9.1納米材料概述131

9.1.1納米材料概念131

9.1.2納米材料組成131

9.1.3納米材料特征132

9.1.4納米材料的制備方法134

9.2納米材料電化學合成134

9.2.1電化學方法制備納米材料的優點134

9.2.2電化學方法的原理與制備方法135

9.2.3電化學方法合成納米材料的影響因素136

9.3納米材料電化學合成工藝及特性137

9.3.1電化學法制備納米鎳137

9.3.2電化學法制備納米鈷140

9.3.3電化學法制備納米銅142

9.3.4電化學法制備納米銀143

9.3.5電化學法制備Cu-Ni合金144

9.3.6電化學法制備Co-Ni合金145

9.4模板電化學法制備納米材料147



第10章復合電沉積/ 150

10.1復合電沉積概述150

10.1.1復合電沉積基本概念150

10.1.2復合電沉積的特點151

10.1.3復合電沉積與普通電鍍的區別152

10.1.4復合鍍層的分類及應用153

10.1.5復合鍍層及其中微粒含量的表示方法154

10.1.6復合電沉積的歷史及發展趨勢155

10.2復合電沉積工藝及機理155

10.2.1固體微粒的特性155

10.2.2鍍液的攪拌方式156

10.2.3復合電沉積的影響因素156

10.2.4復合電沉積機理160

10.3鎳基復合鍍層162

10.3.1鎳復合鍍鍍液組成及工藝條件163

10.3.2鎳復合鍍工藝參數的影響163

10.3.3鎳復合鍍鍍層的性能166

10.4復合化學鍍鍍層167

10.4.1復合化學鍍鍍液的穩定性168

10.4.2復合化學鍍機理168

10.4.3復合化學鍍溶液組成168

10.4.4鍍液中各成分的作用168

10.4.5化學復合鍍層的影響因素170

10.4.6化學復合鍍層的特性及應用173

10.5幾種復合電沉積新工藝174

10.5.1納米復合電沉積174

10.5.2梯度復合電沉積178

10.5.3脈衝復合電沉積180

10.5.4電刷復合鍍180

10.5.5流鍍復合鍍181



參考文獻/ 182

電化學是研究化學能與電能相互轉化以及轉化過程中有關現像和規律的科學。隨著現代科學技術的發展，電化學的基本理論不斷完善和深化，其應用領域也日益廣泛。目前電化學不僅涉及民用、工農醫、國防和尖端科學技術，還滲透到生物學、環境科學、金屬工業等領域，形成了許多交叉學科。

本書主要從應用出發，全面介紹了現代電化學工程所包含的基本內容。在編寫中力爭以教學需要組織全書，同時根據現代電化學技術的發展，擴展傳統電化學工程內容，以便於學生閱讀和工程技術人員參考。本書一方面介紹了氯堿工業、無機電合成、有機電合成、電化學冶金、電化學加工等電解工程技術；另一方面介紹了化學電源發展及關鍵技術進展、電化學合成納米材料以及復合電沉積等現代電化學的應用。每一部分內容均結合有關電化學原理和基本概念，討論實際工業生產應用的影響因素，同時兼顧了其發展和展望。

參加本書編寫工作的有鄭州輕工業大學的王利霞（第2章、第10章）、闫繼（第4章和第8章的8.1～8.4節）、賈曉東（第3章和第6章）、王恆（第1章、第5章和第9章）、李臻（第7章和第8章的8.5節）。

由於編者水平有限，書中難免存在不妥之處，懇請讀者提出寶貴意見和建議。



編者

2019年3月