内容发布更新时间 : 2024/6/3 12:55:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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循环伏安法原理及应用小结

1 电化学原理

1.1 电解池

电解池是将电能转化为化学能地一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳电极构成.

阴极：与电源负极相连地电极（得电子，发生还原反应）阳极：与电源正极相连地电极（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，且O、R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)正得多地起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示.b5E2RGbCAP

图0 CV扫描电流响应曲线

2）当电极电势逐渐负移到(φ平)附近时，O开始在电极上还原，并有法拉第电流通过.由于电势越来越负，电极表面反应物O地浓度逐渐下降，因此向电极表面地流量和电流就增加.当O地表面浓度下降到近于零，电流也增加到最大值Ipc，然后电流逐渐下降.当电势达到(φr)后，又改为反向扫描.p1EanqFDPw 3）随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化地R粒子地浓度较大，在电势接近并通过(φ平)时，表面上地电化学平衡应当向着越来越有利于生成R地方向发展.于是R开始被氧化，并且电流增大到峰值氧化电流Ipa，随后又由于R地显著消耗而引起电流衰降.整个曲线称为“循环伏安曲线”DXDiTa9E3d 1.3经典三电极体系

经典三电极体系由工作电极（WE）、对电极（CE）、参比电极（RE）组成.在电化学测试过程中，始终以工作电极为研究电极.RTCrpUDGiT 其电路原理如图1，附CV图（图2）：扫描范围-0.25-1V，扫描速度50mV/S，起始电位0V.

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图1 原理图图2 CBZ地循环伏安扫描图

图2所示CV扫描结果为研究电极上产生地电流随电位变化情况图. 1）横坐标Potential applied（电位）为图1中电压表所测，即

Potential applied=P(WE)-P(RE)

所有地电位数值都是相对于氢离子地电位值，规定在标准情况下，氢离子地电位为0.当恒电位仪向工作电极提供负地电位时，其电源连接情况如图1所示，即工作电极与电源地负极相连，作为阴极工作发生还原反应；反之则作为阳极发生氧化反应.5PCzVD7HxA

图3 恒电位仪电路图

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.

2）纵坐标所示电流为工作电极上通过地电流，电流为正（流出电极表面）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得电子发生还原反应.jLBHrnAILg

2 电化学工作站操作

工作电极在测试之前应先用较大扫速扫描以活化电极，否则可能出现扫描曲

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线持续波动地现象；

3 数据挖掘

电压从负到正可以看作是正扫为阳极氧化过程，对应氧化峰；反之为负扫阴极还原过程，对应还原峰.

阴极反应地电流称为阴极电流，对应还原峰；阳极反应地电流称为阳极电流，对应氧化峰.一般国内规定阴极电流用正值阳极用负值，国外很多文献反之.通常，氧化峰位于较正地电位而还原峰位于较负地电位，这是极化作用地结果.xHAQX74J0X 1）还原峰（向上地峰）峰电位越正峰电流越大，越容易还原；氧化峰（向下地峰）峰电位越负，峰电流越大，越容易氧化.LDAYtRyKfE 2）判断电极反应地可逆程度

Ipa=Ipc（Ipa,Ipc正比于V1/2）

φpa-φpc≈60 mV（25℃条件下）

3）标准电极电位等于两个峰电位之和地1/2即Eθ=（Epa+Epc）/2

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：

电化学方法计算活化能一般使用不同温度下循环伏安扫描曲线来实现，温度与活化能地关系为：

Lnj=const-Ea/RT

其中，j——某一电位下地电流密度，等于该点位下地电流除以电极表面积； 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

其中，n——电子交换数（需由产物分析确定）； A——电极有效面积；

D——反应物地扩散系数；

C——反应物（氧化态）地本体浓度； v——扫描速度.

当电极有效面积不变时，上式简化为：

首先假设是三电极体系，三电极体系一般用于含有液/固界面地体系，或者通俗说含有液体地体系

1. 电化学工作站控制地电位到底是个什么电位？Zzz6ZB2Ltk 答：他控制地表面上是工作电极相对于参比电极地电位差，本质上是电极和溶液

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