文档介绍：3 CHI400A 系列电化学石英晶体微天平 CHI400A 系列时间分辨电化学石英晶体微天平 ( EQCM ) 是 CH Instruments 与武汉大学合作的产品( 武汉大学专利 ) 。石英晶体微天平 ( QCM ) 可进行极灵敏的质量测量。在适当的条件下, 石英晶体上沉积的质量变化和振动频率移动之间关系呈简单的线性关系( Sauerbrey 公式 ) : ? f = - 2f o 2 ?m / [A ? sqrt( μρ)] 式中是 f o 晶体的基本谐振频率, A 是镀在晶体上金盘的面积, ρ是晶体的密度 (= g/cm 3 ) , μ 是晶体切变系数 (= × 10 10 g/cm ? s 2 ) 。对于我们的晶体 (f o = M Hz, A = cm 2 ) , 每赫兹的频率改变相当于 ng 。 QCM 和 EQCM 被广泛应用于金属沉积, 高分子膜中离子传递, 生物传感器, 以及吸附解吸动力学的研究等等。 CHI400A 系列电化学石英晶体微天平含石英晶体振荡器, 频率计数器, 快速数字信号发生器, 高分辨高速数据采集系统, 电位电流信号滤波器, 信号增益, iR 降补偿电路, 以及恒电位仪/ 恒电流仪( 440A )。电位范围为± 10V , 电流范围为± 250 mA 。电流测量下限低于 50 pA 。石英晶体微天平和恒电位仪 / 恒电流仪集成使得 EQCM 测量变得十分简单方便。 CHI400A 系列采用时间分辨的方式测量频率的改变。传统的方法是采用频率直接计数的方法, 要得到 1 Hz 的 QCM 分辨率, 需要 1 秒的采样时间。要得到 Hz 的 QCM 分辨率, 需要 10 秒的采样时间。我们是将 QCM 的频率和一标准频率的差值作周期测量, 从而大大缩短了采样时间, 提高了时间分辨。我们可在毫秒级的时间里得到 1 Hz 或 Hz 或更好的频率分辨。当和循环伏安法结合时, 可允许在 V/s 的扫描速度下获得 QCM 的信号。这对需要较快速的测量 ( 例如动力学测量 ) 尤为重要。允许与 QCM 结合的电化学实验技术包括 CV , LSV , CA , i-t , CP 。 400A 系列也是相当快速的仪器。信号发生器的更新速率为 1M Hz , 数据采集速率为 200K Hz 。循环伏安法的扫描速度为 100 V/s 时, 电位增量仅 mV 。又如交流伏安法的频率可达 10K Hz 。仪器可工作于二, 三, 或四电极的方式。四电极对于大电流或低阻抗电解池( 例如电池) 十分重要, 可消除由于电缆和接触电阻引起的测量误差。由于仪器集成了多种常用的电化学测量技术,使得仪器可用作通用电化学测量, 也可单独用作石英晶体微天平的测量 ( 不同时进行电化学测量 ) 。 CHI400A 系列 EQCM 还包括一个特殊设计的电解池, 如图 1 (a) 所示。电解池由三块圆形的聚四氟乙烯组成。直径为 35 mm , 总高度为 37 mm 。最上面的是盖子, 用于安装参比电极和对极。中间的是用于放溶液的池体。石英