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電化學測試方法及三電極測試體系介紹

閱讀:15066      發(fā)布時間:2018-7-11
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所謂的電化學,是電作用與化學作用相互關聯(lián)的一個化學學科的分支,主要包括通過電流調(diào)整化學反應以及通過化學反應產(chǎn)電這兩種類型。其中就包括了大量的反應現(xiàn)象(電泳、腐蝕等)、各類器件(電致變色智能窗、各類電池、電分析傳感器等)以及各類技術(金屬電鍍等)。通過一些固定的輸入(如恒電流、恒電壓、階梯電勢等)來獲取輸出的電信號,從而反映出電極材料的界面結構、界面上的電勢分布以及在這些界面上進行的電化學過程等,這就是我們常說的電化學測試。

 

電化學測試的方法很多,根據(jù)測試的內(nèi)容可以分為三類:1.電化學熱力學性質(zhì)方面的測試;2.動力學性質(zhì)的測試;3.結合光譜波譜技術、引入光信號等進行的綜合測試。

 

而如果根據(jù)測試的特質(zhì),又可以分為以下幾大類:1.穩(wěn)態(tài)測試方法;2.暫態(tài)測試方法;3.伏安法;4.交流阻抗法等。了解電化學測試方法之前,應先對電化學測試常用的三電極測試體系進行簡單介紹。

 

所謂的三電極體系,是為了排除電極電勢因極化電流而產(chǎn)生的較大誤差而設計的。它在普通的兩電極體系(工作電極與對電極)的基礎上引入了用以穩(wěn)定工作電極的參比電極,電解池由三個電極組成:工作電極(W),對電極(C)以及參比電極(R)。

 

W是主要的電極研究和操作對象,R是電勢電極的比較標準,而C主要用以通過極化電流,實現(xiàn)對電極的極化。三電極體系在電路中時,P代表極化電源,為研究電極提供極化電流。mA和V分別為電流表和電壓表,用以測試電流和電勢。P, mA, C, W構成的左側回路,稱為極化回路,在極化回路中有極化電流通過,可對參比電極進行測量和控制。V, R, W構成了右側回路,稱為測量控制回路。在此回路中,對研究電極的電勢進行測量和控制,由于回路中無極化電流流過,僅有極小的測量電流,所以不會研究電極的極化狀態(tài)和參比電極的穩(wěn)定性造成干擾。由此可見,三電極體系可使研究電極表面通過極化電流,又不會妨礙研究的電極電勢的控制和測量,可同時實現(xiàn)電勢和電流的控制和測量。所以,大部分電化學研究測試均在三電極體系完成。



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