循環(huán)伏安法原理及結(jié)果分析

1、循環(huán)伏安法原理及應(yīng)用小結(jié)1電化學(xué)原理1.1電解池電解池電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一個(gè)裝置，由外加電源，電解質(zhì)溶液，陰陽(yáng)電極構(gòu)成。陰極：與電源負(fù)極相連的電極（得電子，發(fā)生還原反應(yīng)）陽(yáng)極：與電源正極相連的電極（失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)）電解池中，電流由陽(yáng)極流向陰極。1.2循環(huán)伏安法循環(huán)伏安法1）若電極反應(yīng)為O＋e→R，反應(yīng)前溶液中只含有反應(yīng)粒子O，且O、R在溶液均可溶，控制掃描起始電勢(shì)從比體系標(biāo)準(zhǔn)平衡電勢(shì)(φ平)正得多的起始電勢(shì)(φi)處開(kāi)始

2、勢(shì)作正向電掃描，電流響應(yīng)曲線則如圖0所示。圖0CV掃描電流響應(yīng)曲線掃描電流響應(yīng)曲線2）當(dāng)電極電勢(shì)逐漸負(fù)移到(φ平)附近時(shí)，O開(kāi)始在電極上還原，并有法拉第電流通過(guò)。由于電勢(shì)越來(lái)越負(fù)，電極表面反應(yīng)物O的濃度逐漸下降，因此向電極表面的流量和電流就增加。當(dāng)O的表面濃度下降到近于零，電流也增加到最大值Ipc，然后電流逐漸下降。當(dāng)電勢(shì)達(dá)到(φr)后，又改為反向掃描。3）隨著電極電勢(shì)逐漸變正，電極附近可氧化的R粒子的濃度較大，在電勢(shì)接近并通過(guò)(φ平)

3、時(shí)，表面上的電化學(xué)平衡應(yīng)當(dāng)向著越來(lái)越有利于生成R的方向發(fā)展。于是R開(kāi)始被氧化，并且電流增大到峰值氧化電流Ipa，隨后又由于R的顯著消耗而引起電流衰降。整個(gè)曲線稱為“循環(huán)伏安曲線”1.3經(jīng)典三電極體系經(jīng)典三電極體系經(jīng)典三電極體系由工作電極（WE）、對(duì)電極（CE）、參比電極（RE）組成。在電化學(xué)測(cè)試過(guò)程中，始終以工作電極為研究電極研究電極。其電路原理如圖1，附CV圖（圖2）：掃描范圍0.251V，掃描速度50mVS，起始電位0V。曲線持續(xù)波

4、動(dòng)的現(xiàn)象；3數(shù)據(jù)挖掘電壓從負(fù)到正可以看作是正掃為陽(yáng)極氧化過(guò)程，對(duì)應(yīng)氧化峰；反之為負(fù)掃陰極還原過(guò)程，對(duì)應(yīng)還原峰。陰極反應(yīng)的電流稱為陰極電流，對(duì)應(yīng)還原峰；陽(yáng)極反應(yīng)的電流稱為陽(yáng)極電流，對(duì)應(yīng)氧化峰。一般國(guó)內(nèi)規(guī)定陰極電流用正值陽(yáng)極用負(fù)值，國(guó)外很多文獻(xiàn)反之。通常，氧化峰位于較正的電位而還原峰位于較負(fù)的電位，這是極化作用的結(jié)果。1）還原峰（向上的峰）峰電位越正峰電流越大，越容易還原；氧化峰（向下的峰）峰電位越負(fù)，峰電流越大，越容易氧化。2）判斷電極反

5、應(yīng)的可逆程度Ipa=Ipc（IpaIpc正比于V12）φpaφpc≈60mV（25℃條件下）3）標(biāo)準(zhǔn)電極電位等于兩個(gè)峰電位之和的12即Eθ=（EpaEpc）24）掃描速度：在CV測(cè)試中，掃描速度對(duì)峰電位沒(méi)有影響，但掃速加快有利于增大峰電流強(qiáng)度。5）峰電位：多圈掃描發(fā)生峰電位偏移，反應(yīng)可逆性差。6）活化能計(jì)算：電化學(xué)方法計(jì)算活化能一般使用不同溫度下循環(huán)伏安掃描曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)，溫度與活化能的關(guān)系為：Lnj=constEaRT=?|??(1)|其