循環(huán)伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)是一種暫態(tài)電化學(xué)測(cè)試方法,也是獲取電化學(xué)反應(yīng)快速定量數(shù)據(jù)最為常用的電分析技術(shù)之一。該方法不僅能夠提供發(fā)生于電極界面上的異相電子傳遞過(guò)程的動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)信息,而且還可為深入了解電極 / 界面結(jié)構(gòu)、電勢(shì)分布以及電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理等方面提供極具價(jià)值的信息。
一、循環(huán)伏安法(CV)測(cè)試平臺(tái)
圖1三角波
循環(huán)伏安法是一種常用的電化學(xué)分析方法,如圖1所示,在一定的電位掃描速率下,使電極電位在設(shè)定的起始電位和終止電位之間循環(huán)掃描(三角波),記錄工作電極上的電流隨電極電位的變化曲線。通常采用三電極體系。所謂三電極體系,是指由工作電極(Working Eectrode,WE)、參比電極(Reference Electrode,RE)和輔助電極(Counter Electrode,CE)組成的測(cè)試體系。圖 2為三電極體系測(cè)量回路的示意圖。可以看出,三個(gè)電極構(gòu)成兩個(gè)回路:工作電極與輔助電極構(gòu)成極化電流回路,工作電極與參比電極構(gòu)成電勢(shì)測(cè)量與控制回路。測(cè)量與控制回路中幾乎沒(méi)有電流通過(guò),且不受極化回路電流的影響。因此,利用三電極體系既可使工作電極上有電流通過(guò),又可保證參比電極電勢(shì)的穩(wěn)定,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電流和電勢(shì)的測(cè)量或控制,進(jìn)而得到工作電極的電流–電勢(shì)(i–E)關(guān)系曲線。
圖2三電極體系測(cè)量原理
二、循環(huán)伏安法(CV)參數(shù)設(shè)置
圖3參數(shù)設(shè)置
實(shí)驗(yàn)參數(shù)有幾個(gè)參數(shù)需要設(shè)置,該如何設(shè)置。
1)三角波的兩個(gè)端點(diǎn),電壓最大值掃到多少,最小值掃到多少,即掃描窗口。
2)從什么地方開(kāi)始掃,即起點(diǎn)電位,其實(shí)是在定義電極初始狀態(tài)。比較常見(jiàn)的把開(kāi)路電位(OCV)作為初始狀態(tài),當(dāng)然也可以給一個(gè)其他電位,它就會(huì)從開(kāi)路電位跳到那個(gè)電位去,會(huì)有一個(gè)類(lèi)似階躍的過(guò)程,再開(kāi)始掃描。另外需要注意的是往哪邊掃,是正掃還是負(fù)掃,這個(gè)其實(shí)定義了先氧化,還是先還原,這個(gè)主要看電極本身,比如說(shuō),電極此時(shí)是氧化態(tài),正掃進(jìn)行再氧化,可能出現(xiàn)體系的其他東西被氧化,而不是電極被氧化。
3)掃到什么地方,終點(diǎn)電位,即給電極最后的狀態(tài)定義。
4)三角波斜率,即掃描速率。
5)掃的圈數(shù)
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原文標(biāo)題:電化學(xué)測(cè)試技術(shù),循環(huán)伏安法(CV)一
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