循环伏安法原理及结果分析

.1电化学原理1.1电解池电解池是将电能转化为化学能的一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳精品文档放心下载电极构成。阴极：与电源负极相连的电极（得电子，发生还原反应）阳极：与电源正极相连的电极（失电子，发生氧化反应）电解池中，电流由阳极流向阴极。1.2循环伏安法1）若电极反应为O＋e→R，反应前溶液中只含有反应粒子O、R谢谢阅读在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势(φ平)正得多的起始电感谢阅读势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示。精品文档放心下载图0精品文档放心下载电流通过。由于电势越来越负，电极表面反应物O的浓度逐渐下降，因此向电谢谢阅读极表面的流量和电流就增加。当O的表面浓度下降到近于零，电流也增加到最感谢阅读大值Ipc，然后电流逐渐下降。当电势达到(φr)后，又改为反向扫描。精品文档放心下载可编辑.3）随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R粒子的浓度较大，在电势感谢阅读接近并通过(φ平)时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的方向精品文档放心下载RR的感谢阅读显著消耗而引起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线”谢谢阅读1.3经典三电极体系谢谢阅读在电化学测试过程中，始终以工作电极为研究电极。其电路原理如图1，附谢谢阅读。图1图2图2所示CV研究电极上产生的电流随电位变化情况图。精品文档放心下载1）横坐标Potential1中电压表所测，即谢谢阅读Potentialapplied=P(WE)-P(RE)精品文档放心下载谢谢阅读电位为1所示，感谢阅读感谢阅读可编辑.生氧化反应。图3图3所示为恒电位仪电路图，我没看明白，请翟老师帮我看看。感谢阅读2）纵坐标所示电流为工作电极上通过的电流，电流为正（流出电极表面）精品文档放心下载则有电子流入电极CBZ失电子发生氧化反应；电流为负则电子流出电极，CBZ精品文档放心下载得电子发生还原反应。2电化学工作站操作感谢阅读线持续波动的现象；3数据挖掘感谢阅读极还原过程，对应还原峰。谢谢阅读精品文档放心下载可编辑.常，氧化峰位于较正的电位而还原峰位于较负的电位，这是极化作用的结果。精品文档放心下载1）还原峰（向上的峰）峰电位越正峰电流越大，越容易还原；氧化峰（向下的谢谢阅读峰）峰电位越负，峰电流越大，越容易氧化。2）判断电极反应的可逆程度Ipa=Ipc（Ipa,Ipc正比于V1/2）mV（25℃条件下）3）标准电极电位等于两个峰电位之和的1/2即Eθ=（Epa+Epc）/2精品文档放心下载4）扫描速度：在CV测试中，扫描速度对峰电位没有影响，但扫速加快有利于精品文档放心下载增大峰电流强度。5）峰电位：多圈扫描发生峰电位偏移，反应可逆性差。6）活化能计算：感谢阅读与活化能的关系为：Lnj=const-Ea/RT∂lnjEa=−R||∂(1/T)E精品文档放心下载R——理想气体常数，R=8.314；T——绝对温度。7）计算电极面积和扩散系数ip=2.69×310nv52可编辑.A——电极有效面积；D——反应物的扩散系数；C——反应物（氧化态）的本体浓度；v——扫描速度。当电极有效面积不变时，上式简化为：ip=kCv首先假设是三电极体系，三电极体系一般用于含有液/固界面的体系，或者通俗谢谢阅读说含有液体的体系1.电化学工作站控制的电位到底是个什么电位？答：他控制的表面上是工作电极相对于参比电极的电位差，本质上是电极和溶谢谢阅读液形成的界面的界面电势差（如楼上wgntr009感谢阅读精品文档放心下载棍子，而是一个界面。2.为什么要参比电极？感谢阅读答案是仪器无法控制。但是我们可以曲线救国啊，间接控制！很幸运，有这样一精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读相对于参比电极的电势差，我们也就间接控制了电极和溶液之间界面的电势差。感谢阅读这样第一个问题迎刃而解。3.为什么需要对电极？可编辑.谢谢阅读就必须构成电流回谢谢阅读感谢阅读会发生极化感谢阅读感谢阅读精品文档放心下载我们必须引入另外一个电极，专门用于输入输出电流，这就对电极。感谢阅读这样fuelcell.xjtu所说的两个回路就形成了。工作电极和参比电极构成电压回谢谢阅读路，仪器工作的时候不断测量这两个电极的电势差，如果大于/小于设定值，仪精品文档放心下载器就提升/降低对电极的输出电压，通过强制增大/减小流过液/固界面的电流而谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载对电极会提升或者降低输出电压，但他不能无限度地提升/降低，对电极输出电谢谢阅读压的上下限就是所谓的槽压。从能量角度理解电化学过程：精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读度，体系温度有关。按你的例子，在铁氰化钾体系中，当电位从很正的位置往精品文档放心下载负扫，电流肯定是从零开始往上增加，开始一段是充电电流，过了平衡电位后，谢谢阅读可编辑.是电解电流，最后，电流受浓差控制，出现峰值，随着电位的正移，电流会慢感谢阅读谢谢阅读有充电电流，只有反扫到平衡电位时，才有还原态的物质被氧化，即还原电解精品文档放心下载电流。感谢阅读钾的继续还原！故表观电流为负电流，当电位反扫到一定值