【摘要】 另外恒电流充放电的电压容量曲线微分后以dQ/dV 作为纵轴,横轴为电压,可以获得与CV曲线十分相似的结果,其实本质并没区别。

常用的电化学研究方法--循环伏安法的简介及原理

循环伏安法

循环伏安法原理

在一定扫描速率下,从起始电位,Ei,正向扫描到正向转折电位,Er1,期间,溶液中Red在电极表面被氧化生成Ox,产生氧化电流;当负向扫描从正向转折电位变到负向转折电位,Er2,期间,在工作电极表面生成的Ox 被还原生成Red,产生还原电流(图1)。

起始扫描电位可表示为E = Ei − vt式中:Ei——起始电位;t——时间;v——电位变化率或扫描速率。反向扫描循环定义为E = Ei + v′t

简单来讲,当电势向阴极方向扫描时,电活性物质在电极上还原,产生还原峰;而当电势向阳极方向扫描时,还原产物会重新在电极上氧化,产生氧化峰。因而一次扫描,完成一个还原和氧化过程的循环,其电流一电压曲线称为循环伏安曲线(图2)。

图1. 三角波电压                          图2. 循环伏安曲线

一般地,

通过循环伏安曲线的氧化峰和还原峰的峰高、对称性、氧化峰与还原峰的距离,中点位置,可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度和极化程度。如果氧化与还原反应的过电位 差别不大的化,还可以把一对氧化峰与还原峰之间的中点值近似作为该反应的热力学平衡电位值。

另外恒电流充放电的电压容量曲线微分后以dQ/dV 作为纵轴,横轴为电压,可以获得与CV曲线十分相似的结果,其实本质并没区别。

常用于电极反应的可逆性、电极反应机理(如中间体、相界吸 /脱附、新相生成、偶联化学反应的性质等)及电极反应动力学参数(如扩散系数、电极反应速率常数等)的探究。

下一期我们会先给大家讲讲循环伏安法中常用的几个重要参数及其公式,以便以后的应用和计算。

参考文献

《电化学测定方法》藤岛昭等著,陈震等译