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[讨论] 推荐一下电化学领域的扛鼎之作吧?

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发表于 2025-4-5 19:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2025-4-5 19:29 | 显示全部楼层
看了一下好像大家基本推荐的都是纯电化学。估计也有很多人是化工或者机械做电化学的。工科研究中电化学机理虽然重要的,但是奈何文化低,我们一般就是直接白嫖化学系的研究成果(给了引用怎么能叫白嫖呢,读书人的白嫖不叫白嫖)。工科狗来推荐一下电化学工程学压箱底三件套吧


三传圣经先看BSL的传递现象,再看John Newman的电化学系统,把化工的三传一反在电池数学模型中的应用讲的深入不浅出(他去了哥伦比亚大学的学生专门写了一本introduction 来浅出。但如果三传圣经学的好,可以直接来John Newman这深入就行了)。最后有一些具体的电子传递之类的机理可以用Bard的书来学习学习。
这三本书至今还是我做数学模型时最重要的参考书,一半看文献看看别人做到哪儿了,一半还是得回祖师爷的圣经里面找理论支撑,颇有当年深圳改革开放去马列著作里找依据的感觉。
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发表于 2025-4-5 19:30 | 显示全部楼层
如何系统学习电化学?这些经典书籍别错过哟!
(1)李荻主编《电化学原理






   事物发展的本质原因在于矛盾。极化发生的根本原因是电子转移速度和电极反应速度的矛盾。通常电子转移速度要快于电极反应速度。通俗讲就是:电子已经到达电极了,得电子的物质还没来得及去拿,这样电子就积累了,电极就偏移平衡电势了,发生电极反应时,电极电势偏离平衡电极电势的现象就是极化。
       北航李荻先生编著的《电化学原理》对此有独到精辟的论述。非常适合初学者学习。
(2)査全性主编《电极过程动力学导论》




  动力学研究实际上是电化学里面很重要的一部分。无论在课堂上,还是在实际的研究中都应用的比较多,常见的电极过程(浓差极化,电化学极化)(塔菲尔斜率,B-V方程)等,以及电极溶液界面的性质都在此被讨论。国内著名的教材主要就是査全性老师的《电极过程动力学导论》。书中主要对动力学的一些公式推导比较详细,没有特别大的笔误问题,讲解体系很清晰,但稍微有点晦涩难懂,可以作为入门书籍使用。下面是大家常用的版本。不知道有没有出最新版。可惜查老去年的时候去世了。
(3)bard主编《电化学方法—原理与应用》




  这本书很多老师和同学都会推荐,也确实比较经典。内容由浅入深,从热力学开始讲,再到动力学,最后涉及到一些电极测量技术,还有一些电化学领域最新的研究进展,无论对于巩固知识体系还是拓展认知领域都是很有帮助的。
(4)weily出版社的《电化学》




    内容非常全面,但是是欧洲科学家编写的,写作风格上有所差异。对电催化,固体电解质的内容介绍比较详细。
(5)徐艳辉 耿海龙著《电极过程动力学 基础、技术与应用》




    这本书重点很突出,理论部分的思考很深入,语言通俗易懂,适合入门。
(6)董绍俊院士所著的《化学修饰电极》




    和以上的介绍原理的书籍有所不同,这本书更贴近我们的实验实际,因为我们制备电极的时候往往都是加入nafion,实际上就构成了修饰电极。但以上推荐的5本书籍中没有特别详细的介绍,因此学的时候可能会很迷惑,出现实验理论对不上的问题。这本书就很好的弥补了这一漏洞。
(7)日本科学家小久见善八编写的《电化学》




  这本书籍通俗易懂,书插图很精美,可能也和日本科学家普遍做事严谨,认真,一丝不苟有关系,内容讲的很清楚,思路也很清晰。书本里面很多电化学测试实验的装置图,可以看着快速地学习做电化学的实验。
更多基础电化学知识(电催化、锂电、超电容、锂离子保护、光电),科研文献速递,科研软件教学和科研吐槽,请移步公众号:HTEC太极基础电化学~
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发表于 2025-4-5 19:30 | 显示全部楼层
前面几位答主把目前主流的几个教材基本都概括和介绍了,我再重新梳理一下自己用过和了解的一些,希望能帮到有需要的人,也供自己记录一下学习历程。具体每本书的相关内容会陆续更新一些个人的心得,在此向各位作者和译者们致以敬意。
各位看官觉得有意义可以点个赞呀,hhh
04.30更新,补充了七、八部分,对阻抗和电分析感兴趣或者有需要,可以去翻阅。此外,对第一部分也进行了补充说明。
<hr/>一、当之无愧的扛鼎之作
Electrochemical Methods Fundamentals and Applications
by Allen J. Bard, Larry R. Faulkner
(中译本《电化学方法——原理和应用》,由邵元华先生等人译著)



电子版inner cover



Bard 英文原著 amazon打折时购入

中文版,扔在办公室,故先不放图。粗算已经三个多月没碰了……英文原版是打折时购入,利用率远远不如电子版(匿…吃灰中
此书在公式推导上可能不像 Atkins 的 Physical Chemistry 那种标准美式教材一样手把手carry读者,毕竟要cover的内容实在太多,而且每部分相对讲的都已经非常有深度了,所以在读起来的时候很容易“云里雾里”。此外,很多章节中涉及到的数学知识(如卷积、Laplace变换等)是倾向于直接给出解析公式来的,如果不是专门从事理论、原理分析或者模拟程序设计的话,可以重点关注公式。
electro. method. 这个书真要全本都通读完我觉得并没有太大必要,建议是跟着课程读完前几章(如果有课程的话),知道传质和动力学的重要公式怎么来的,以及现代分析常用的重要的几种方法的相关知识,比如电势扫描法、交流阻抗谱等。此外,再把自己研究相关的那一章节或部分内容通读,应该就差不多了。
书的前几章是很多学校研究生电化学课程的必学章节,Bard本人的建树在领域内也是有目共睹,因此也不难想象Bard在电化学界的地位。此外,Bard的研究组目前还活跃在电化学的一些重要方向,其本人也带出过众多行业内的才俊。向老先生致敬。
“字典”、知识库性质的电化学书籍,有此书就够了,可以解决大部分的研究需求。另外附录也有很全面的内容,可以说此书在 EC 研究人员心目中有着很高的地位。
Moreover, Bard本人还出版过电化学领域的百科全书,如下,有需要可以自取
Encyclopedia of electrochemistry另外,像一些具体的领域,Bard本人也出版过一些重要的书籍,比如扫描电化学显微镜和电化学发光领域,将在第八部分展示。
二、《电极过程动力学导论》  查全性先生等人所著
此书虽然是导论,但依然比较系统地涵盖了动力学内容,做催化动力学研究的话应该还是有必要学习的,可以和bard的书的动力学部分做相互补充来阅读(总有一种讲解方式适合你),个人认为在推公式给例子等方面,可能不太像第一本书那么直观,尤其是在BV方程推导那部分,本人更喜欢Bard书中的风格。当然,这只是一己之见。
三、《电化学》 滕岛昭 (网上可以下到中译本)
这是滕岛昭先生早期的作品,也非常适合初学者来读,相对前边两部书来说比较简单,倾向于入门和上手,对重要的概念有所介绍,但不像Bard书中那么详尽。这是在正式开始相关工作之前,老师推荐给我的。
四、《化学修饰电极》 董绍俊先生所著
接下来的介绍偏向于具体的应用。《化学修饰电极》一书主要面向修饰电极、电分析化学的相关研究者,该书已经不再出版,旧书市场仍有不少,可以考虑购买(若有需要)。电子版不清楚。之前买到过一本二手的《化学修饰电极》,在技术和方法上此书给出了不少指导和讲解,比较实用。另外有兴趣的也可以借此书看看那个年代的电化学都在研究些什么。书不在手边,图片会后续补上来。汪尔康先生和董绍俊先生仍奋斗在科研一线,也在做着非常前沿的研究工作,向二位科学家致敬!
五、Modern Electrochemistry
by John O’M Bockris
(此外还有中文版《半导体电化学》)



modern electrochemistry 电子版封皮

这两部书主要面向一个小众研究方向:量子电化学。这部分在国内做的人不多,当然也是由于我才疏学浅,导致目前没太看到过相关的工作,如果有朋友知道相关的研究组欢迎留言告诉我,提前感谢!这两本书主要从量子力学出发,探究电化学相关的量子化学、物理性质。这方面的研究有诸多难点,当然也有相当多的机遇。如果能从精确计算的角度来评判和研究电化学,相信会给相关的研究带来新的风貌。
六、比较专业的小领域书籍,在此推荐一个:
Conway的著作 Electrochemical Supercapacitor (应该还有新版本,没找)



Conway 电化学电容器 封皮

单独说电容器这个小领域书籍的原因纯粹是对Conway本人非常景仰。
Conway在电化学电容器方面是泰斗级科学家,但已经去世了。这本书主要面向一些电化学的储能问题,从原理角度讲的很细,另外了解一些经典的储能模型对解决其他的电化学问题其实也会有所帮助。
七、补充:《电化学阻抗谱导论》曹楚南先生所著



《电化学阻抗谱导论》 电子版 inner cover

看到 @Harvey 答主的回答后,想到自己忽略了一本阻抗方面非常好的教材,出自曹楚南先生之笔的《电化学阻抗谱导论》。之前在第一部书中说过,在公式推导方面 Bard的 electro.method. 可能略显“跳跃”,有时让人摸不到头脑,如在阻抗部分的推导中有一些近似处理,配合这本书来读可能会理解更快一些。 阻抗谱分析在很多场景都是非常重要的必备手段,尤其是腐蚀、燃料电池领域。这部书也被老师极力推荐过,但我读的不多,离谈感受还相距甚远。
八、2004年Marcel Dekker出版社出版的电分析专题系列书籍:
MONOGRAPHS IN ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY AND ELECTROCHEMISTRY
这系列书主要面向电分析化学的从业人员,也邀请了一众大佬来编写,其中的电化学发光部分和扫描电化学显微镜部分均由Bard老先生执笔,对于电分析的研究人员来说应该不陌生



electrogenerated chemiluminescence 的inner cover

另外,在这一系列书中,来自Monash的 A.M.Bond 先生也编写了其中的极谱分析部分。这个课题组在电化学领域也有深厚的积累,感兴趣可以去了解一下他们的工作。
<hr/>此外还有做电催化、电池、腐蚀等各细分领域的经典书籍,在此不再列举,做这些方面的同仁们应该都有所了解。
此外,欢迎留言对本答案补充!
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发表于 2025-4-5 19:31 | 显示全部楼层
就我之前上课和自己看书的经验来看,电化学领域的经典教材是主要有以下几本。
1。巴德《电化学方法——原理和应用》。好多老师和同学都会推荐这本书,也确实比较经典。内容由浅入深,从热力学开始讲,再到动力学,最后涉及到一些电极测量技术,还有一些电化学领域最新的研究进展,无论对于巩固知识体系还是拓展认知领域都是很有帮助的。
2。同样经典的还有一本,来自weily出版社的《电化学》,内容非常全面,但是是欧洲科学家编写的,写作风格上有所差异。对电催化,固体电解质的内容介绍比较详细。


2。动力学研究实际上是电化学里面很重要的一部分。无论在课堂上,还是在实际的研究中都应用的比较多,常见的电极过程(浓差极化,电化学极化)(塔菲尔斜率,B-V方程)等,以及电极溶液界面的性质都在此被讨论。国内著名的教材主要就是査全性老师的《电极过程动力学导论》。书中主要对动力学的一些公式推导比较详细,没有特别大的笔误问题,讲解体系很清晰,但稍微有点晦涩难懂,可以作为入门书籍使用。下面是大家常用的版本。不知道有没有出最新版。可惜查老去年的时候去世了。
董绍俊院士也是从事电化学的相关研究,她所著的《化学修饰电极》和以上的介绍原理的书籍有所不同,更贴近我们的实验实际,因为我们制备电极的时候往往都是加入nafion,实际上就构成了修饰电极。但以上的书籍中没有特别详细的介绍,因此学的时候可能会很迷惑,出现实验理论对不上的问题。这本书就很好的弥补了这一漏洞。


3。上面几本书虽然经典,但实际上内容繁复,而且有很多公式推导,是比较难懂的。我在看的时候也搜索了一些其他的书籍,公式少一些,讲解性的东西多一些,对于加深理解是很有帮助的。
比如,下面这一本,日本科学家小久见善八编写的电化学书籍,就很通俗易懂,可能也和日本科学家普遍做事严谨,认真,一丝不苟有关系吧,讲的很清楚。(封面是不是很陈旧,没错,因为这一版是2002年出版的,距今也有快二十年了呢)


在书籍的开头就写明了编写过程,就是奔着易教易学,为学生减负的目的去的。


但也正是因为易教易学,所以很多东西都是浅尝辄止,比如动力学部分可能一个章节只有十几页。但和其他书籍一起看还是很香的。可以提高效率。

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发表于 2025-4-5 19:31 | 显示全部楼层
笔者对于电化学一知半解,这里愿意写上自己的愚见。
在电化学的学习当中,老师着重推荐的是 Allen Bard 的《电化学方法——原理和应用》。如果只推荐一本当然推荐这个啦。国内好多教材都“取材”于它。
巴德其人,也是充满着传奇色彩。他是电致化学发光(electrochemiluminescence)的发现者,另外在半导体电极光电化学(Photoelectrochemistry)和扫描电化学显微镜(scanning electrochemiscal microscope)的研究中做出了很多基础性的贡献。
另外,他长期担任Jacs的主编长达二十年,在现代电化学发展过程中是一个标志性的人物。
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