文档介绍：循环伏安法原理及应用小结 1 电化学原理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。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)正得多的起始电势(φ i)处开始势作正向电扫描,电流响应曲线则如图 0所示。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 的浓度逐渐下降,因此向电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,电流也增加到最大值 Ipc ,然后电流逐渐下降。当电势达到(φ r)后,又改为反向扫描。 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的显著消耗而引起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线” 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。其电路原理如图 1, 附 CV 图(图2 ): 扫描范围--1V , 扫描速度 50mV/S , 起始电位 0V。图1 原理图图2 CBZ 的循环伏安扫描图图2所示 CV 扫描结果为研究电极上产生的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 P otential applied=P(WE)-P(RE) 所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值,规定在标准情况下,氢离子的电位为 0。当恒电位仪向工作电极提供负的电位时,其电源连接情况如图 1所示, 即工作电极与电源的负极相连,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。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的电流,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。 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线持续波动的现象; 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。阴极反应的电流称为阴极电流,对应还原峰;阳极反应的电流称为阳极电流, 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,氧化峰位于较正的电位而还原峰位于较负的电位,这是极化作用的结果。 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 V 1/2) φ pa- φ pc≈ 60 mV( 25℃条件下) 3)标准电极