电荷传递之处ppt课件

1、电荷传送电荷传送之处之处电荷传送电荷传送之处之处电荷传送电荷传送之处之处 ， 分别表示分别表示 对阴极和阳极反响对阴极和阳极反响活化能的影响程度。活化能的影响程度。FFF1“电荷传送系数对称因子二二. Bulter-Volmer方程方程Ox + ze Redk1k-1 基元步骤的过渡态实际基元步骤的过渡态实际电极过程动力学的根本方程电极过程动力学的根本方程净电流密度净电流密度iiicAnodic CurrentNet CurrentNet CurrentCathodic CurrentsredCkr1RTzFGBk111expsoxCkr1B1为指前因子为指前因子soxCzFBrzFi1RTz

2、FG1expRTzFCkisoxcexpRTGzFBkc11expRTzFCkisredaexp同理同理当当 =r , i = 0, 交换电流密度交换电流密度RTzFCkiiirsoxcexp0RTzFCkrsredaexp i0为在为在 时所交换的和值，即以可逆时所交换的和值，即以可逆方式进展下的电极反响速率，可由此推方式进展下的电极反响速率，可由此推导出导出 Nernst 方程方程 c=r-, =r-cRTzFCkicrsoxc)(expRTzFCkicrsreda)(expRTzFCiicsoxexp0 RTzFiicexp0Bulter-Volmer Equation (1924-19

3、30年年)iiicRTzFRTzFiicexpexp0(1) 时时mVzc10 xexexx11RTzFRTzFiiccc110*0RRTzFicc0iizFRTc电化学反响极化电阻电化学反响极化电阻zFiRTR0*P.405(a) 低超压时的低超压时的-i关系关系(b)高超压时的高超压时的-i关系关系超压随电流密度变化关系超压随电流密度变化关系(2) mVzc10假设假设 (阴极极化阴极极化)iiiicizFRTizFRTclg303. 2lg303. 20P.405(a) 低超压时的低超压时的-i关系关系(b)高超压时的高超压时的-I关系关系氢超压随电流密度变化关系氢超压随电流密度变化关系

4、塔非尔塔非尔(Tafel) 公式公式 (1905年年)ccibalog同时对阳极极化同时对阳极极化oizFRTalg303. 2bai0lgaaibalg塔非尔塔非尔(Tafel) 公式公式 通式通式ibalg由由 lgi 直线直线 a, b , i0(仅适用于电子转移为速控步骤仅适用于电子转移为速控步骤, 且为第一步骤时且为第一步骤时)(3) 对反响速率的影响对反响速率的影响1c21KmolJKmolCVViVi298)314. 8(96500()1 (21exp)1 ()2(1118103改动改动1 V 改动改动 G 50 KJ mol-1, 对于对于1 nm的电化学界面，的电化学界面，1

5、09 Vm-1V(4) i0与电极动力学性质与电极动力学性质i i0 00 0i i0 0小小i i0 0大大i i0 0 极化极化性能性能理想理想容易容易难难不能不能可逆可逆程度程度完成完成不行不行小小大大完全完全可以可以三三. . 氢超电势氢超电势1. H3O+从溶液本体分散从溶液本体分散2. H3O+穿越双电层至外表穿越双电层至外表3. H3O+在电极上放电，构成吸附在电极上放电，构成吸附H H3O+M+e M-H+H2O 缓慢放电机理缓慢放电机理. Volmer反响反响4. (a) H3O+M-H+e M+H2O+H2 电化学脱附机理电化学脱附机理 Heyrovsky反响反响 (b)

6、M-H+M-H 2M+H2 外表复合脱附机理外表复合脱附机理 Tafel反响反响5. H2从电极分散出从电极分散出3, 4(a), 4(b) 皆能够为速度控制步骤皆能够为速度控制步骤当当4(b)为控制步骤为控制步骤 2H+2e 2Had Had+Had H222iracFki(忽略逆过程忽略逆过程)lnradorFRT( 可为基元步骤等于总反响式即可为基元步骤等于总反响式即电位的一致性电位的一致性, 但但 o不等不等)lniradoirFRTradiradirrcFRTlnRTFcradiradexpRTFFkicrad2exp22RTFic2exp0izFizFRTclg303. 2lg303. 200.0295控制控制步骤步骤a/v b/v氢超氢超电势电势金金 属属4b0.10.3 0.0295低低Pt、Pb、Rh31.01.5 0.118高高Zn、Cd、Hg、Pb、Ti4a0.50.7 0.039中中Ag、Ni(碱性碱性)21电化学方法的主要优点电化学方法的主要优点1. 经过调理电极电势方便并显著地经过调理电极电势方便并显著地 改动反响速度