前 言

電化學(xué)是歷史悠久且仍然充滿生機(jī)的物理化學(xué)的重要分支之一，因其涉及的對(duì)象幾乎無(wú)所不在，包括離子導(dǎo)體和電子導(dǎo)體及它們組成的各種界面現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)和電荷轉(zhuǎn)移及物質(zhì)傳輸反應(yīng)和過(guò)程，都需要用電化學(xué)知識(shí)來(lái)闡述并用電化學(xué)技術(shù)來(lái)研究。電化學(xué)界面的物理與化學(xué)過(guò)程互為交疊與影響，使其成為表面（界面）科學(xué)界一般認(rèn)為的最為復(fù)雜體系。因此，要適應(yīng)當(dāng)代電化學(xué)日益擴(kuò)大且復(fù)雜的研究對(duì)象的需要，需全面深入認(rèn)知其結(jié)構(gòu)和過(guò)程，離不開(kāi)表征方法和科學(xué)儀器的建立與進(jìn)步。譜學(xué)電化學(xué)發(fā)源于20世紀(jì)60年代中期。隨著激光的發(fā)明和各類光源特別是各類光譜學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始摸索嘗試引入光譜技術(shù)研究各類材料表面化學(xué)和電化學(xué)體系，其間，人們逐漸把各種譜學(xué)方法（包括各種光譜、波譜、能譜、質(zhì)譜和掃描探針顯微技術(shù)等）與電化學(xué)方法相結(jié)合，成功地研究不同的電化學(xué)體系，由此產(chǎn)生了譜學(xué)電化學(xué)分支學(xué)科，建立了電化學(xué)研究歷史上新的里程碑。

在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)中，人們充分利用了20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的激光、電子束、離子束和微探針等技術(shù)，獲得了電極表面的形貌、電子態(tài)、物種類型與表面鍵合等物理和化學(xué)信息，對(duì)電化學(xué)界面的物理化學(xué)過(guò)程及其機(jī)理有了更深入全面的了解。譜學(xué)電化學(xué)技術(shù)隨著研究新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和儀器性能（特別是檢測(cè)靈敏度）的不斷提高，其應(yīng)用范圍和實(shí)際應(yīng)用體系不斷擴(kuò)展，在鑒定參與電化學(xué)過(guò)程（包括中間步驟）的分子物種，研究電極表面吸附物種的取向和鍵接，確定雙電層及表面膜的組成和厚度等方面都取得了引人注目的成就。目前譜學(xué)電化學(xué)已成為在分子（原子）水平上原位研究電化學(xué)體系的最重要手段，表征對(duì)象從固-液界面拓展至液-液和固-固等不同界面，推動(dòng)電化學(xué)研究上升至一個(gè)新高度，即由宏觀到微觀、由經(jīng)驗(yàn)及唯象到非唯象、由統(tǒng)計(jì)平均深入到分子（原子）水平。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，在國(guó)家自然科學(xué)基金委的長(zhǎng)期大力支持下，我國(guó)電化學(xué)工作者全面進(jìn)入譜學(xué)電化學(xué)領(lǐng)域，迄今已在國(guó)際上占有重要的一席之地，在一些方向上已成為領(lǐng)跑者。

本書旨在展示譜學(xué)電化學(xué)領(lǐng)域的新進(jìn)展，突出介紹我國(guó)在這一領(lǐng)域的最新研究和應(yīng)用成果。書中首先回顧了半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，譜學(xué)電化學(xué)從建立初期到成長(zhǎng)壯大的歷程，針對(duì)電化學(xué)拉曼光譜技術(shù)、電化學(xué)衰減全反射表面增強(qiáng)紅外光譜技術(shù)、電化學(xué)非線性光學(xué)技術(shù)、電化學(xué)質(zhì)譜技術(shù)、量子化學(xué)理論在譜學(xué)電化學(xué)中的應(yīng)用和電化學(xué)掃描探針顯微術(shù)，講解了其原理與特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和理論計(jì)算的要點(diǎn)與細(xì)節(jié)，總結(jié)了這些方法與技術(shù)在界面電化學(xué)、能源電化學(xué)、材料電化學(xué)應(yīng)用方面的最新進(jìn)展，并列舉了豐富的應(yīng)用實(shí)例。同時(shí)還簡(jiǎn)要展望了譜學(xué)電化學(xué)的前沿和發(fā)展趨勢(shì)。

本書作者都是我國(guó)譜學(xué)電化學(xué)領(lǐng)域的知名專家和學(xué)者，其中有院士、教授，不少是新一代的學(xué)術(shù)帶頭人。他們大多數(shù)在譜學(xué)電化學(xué)領(lǐng)域的各自方向上已經(jīng)辛勤耕耘了二三十個(gè)春秋，為推動(dòng)我國(guó)譜學(xué)電化學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和促進(jìn)電化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，做出了積極重要的貢獻(xiàn)。因此，本書融入了作者們數(shù)十年來(lái)承擔(dān)國(guó)家及部委研究計(jì)劃所進(jìn)行科研工作的結(jié)晶，滲透著這些專家多年來(lái)的研究成果和對(duì)譜學(xué)電化學(xué)科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題的獨(dú)到見(jiàn)解。讀者可以從書中了解到我國(guó)在這一領(lǐng)域所取得的創(chuàng)新性研究成果及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

本書撰寫的過(guò)程中，力求兼顧內(nèi)容的科學(xué)性、專業(yè)性、新穎性，突出其實(shí)用性。希望在傳播和普及譜學(xué)電化學(xué)知識(shí)，促進(jìn)電化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，加快電化學(xué)技術(shù)的進(jìn)步等方面起到積極的作用。

本書的寫作人員分工如下：第1章田中群；第2章任斌，劉國(guó)坤，連小兵，田中群；第3章蔡文斌；第4章郭源；第5章陳微，陳艷霞；第6章顏佳偉，毛秉偉；第7章吳德印，趙劉斌，黃榮，田中群。衷心感謝我的廈門大學(xué)同事與學(xué)生在過(guò)去30年發(fā)展譜學(xué)電化學(xué)方向所做出的貢獻(xiàn)，特別感謝李超禹在圖表和文獻(xiàn)及格式等多方面給予的大力協(xié)助和辛勤付出。

本書是一部具有特色的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用技術(shù)著作，可供從事電化學(xué)、譜學(xué)、表面科學(xué)、材料科學(xué)等專業(yè)的研究人員、大專院校師生及工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。由于參與撰寫的人員較多，寫作風(fēng)格雖經(jīng)整合，但仍難免有疏漏之處，介紹的內(nèi)容和深度很難完全統(tǒng)一，不當(dāng)之處敬請(qǐng)指教。

衷心感謝本書所有作者的辛勤細(xì)致工作和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的長(zhǎng)期支持，特別感謝廈門大學(xué)黃開(kāi)啟和化學(xué)工業(yè)出版社相關(guān)工作人員在組織協(xié)調(diào)本書編輯出版等多方面的辛勤付出。

田中群