电化学基础（Ⅲ）——双电层模型及其发展.pdf

双电层模型描述了电极与溶液相界面之间电荷层的结构，是电极平衡和电极过程动力学在电化学过程 中的具体表现，是现代电化学的基础理论之一。双电层理论对现代电化学的推动作用主要体现在电化学分析方 法与双电层电容器等领域。通过回顾双电层理论提出的科学背景和发展历程，了解其发现问题、解决问题的思 路，对于深化电化学工程领域的探索与创新具有重要意义。

双电层理论的科学背景

1.1 电动现象的发现

1807 年，俄国科学家Reuss 将两根玻璃管插入潮湿的薪土里，向玻璃管中加水，并放入电极，通电后发现新土颗粒向正极移动，这种颗粒在电场中做定向移动的现象， Reuss 称之为电泳。与此相反，若将结土固定，水会向负极移动，该现象称为电渗。1852 年和1859 年，两位德国物理化学家Wiedemann 和Quincke 分别发现将液体压过多孔陶瓷片时，在流动方向上会产生电势差，即“流动电势”。1878 年，德国物理学家Dom 发现液体中的粒子发生沉降时，也会发生上述现象，称之为“沉降电势”

总之，当固相与液相之间发生相对运动时，就会产生电运动，这类现象统称为“电动现象”。

关键词：双电层理论；也化学；数学模型；也极过程动力学

结语

纵观双电层理论不断修正的历程，可以归纳出

清晰的发展脉络。从Helmholtz 模型，到

Gouy-Chapman 模型，再到Stem 和Grahame 模型，

体现了人们对双电层由简单到复杂，由粗糙到精

确，由现象到本质的认识过程。Stem 模型汲取了

Helmholtz 模型和Gouy-Chapman 模型的合理成分，

但又与它们有着本质上的区别，既继承又创新，呈

现了新理论对旧理论，新事物对旧事物的“扬弃”。

发现问题、解决问题，是科学创新的必由之路，通

过回顾前人对这一理论不断深入的认识和不同角

度的理解，对于指导未来电化学的研究具有重要的

启示意义。