现代电化学分析测试方法课件(8323KB).ppt

1、混合极化方程式： * * 该公式适用于同时包含电化学极化和浓差极化的情况；可逆电极与不可逆电极均适用。 2、混合极化公式的简化： ?、io:il1，即io ili时 ： * * 此条件下，只需要考虑浓差极化 对于这类电极，稳态极化曲 线只能用于研究浓差极化 i?0 i≈0，a+b=1 2、混合极化公式的简化： ?、io:il1，即io il ~i： * * 强阴极极化： 电化学极化过电位 浓差极化过电位 第一项为Tafel公式 * * 2、混合极化公式的简化： ?、平衡电位附近 ： * * 经线性化处理得到： 极化电阻Rh相当于三个电阻串联。 电化学极化电阻 氧化态浓差极化阻抗 还原态浓差极化阻抗 io很小时，可以仅考虑电化学极化 io很大时，可以仅考虑浓差极化 3、归纳： ?、iio~il：线性极化方程式 ?、 ioiil：电化学极化，仅有ha。 ?、 il~iio：浓差极化，仅有hC。 ?、 ioi~il：混合控制。 * * 1、欧姆极化的校正： * * 符合欧姆定律 电阻小?极化小，可以忽略 电阻大?极化大，应该考虑 其电阻为Rl 实测过电位h 实际过电位h-hR 1、欧姆极化的校正： * * 实测过电位h 实际过电位h-hR 完整的极化公式 强阴极极化 平衡电位附近—线性极化 2、反应级数的校正： 之前讨论的电化学反应都是一级反应，如果实际反应级数为vi (阴极)和vj (阳极)，则极化公式变为： * * 平衡电位附近—线性极化 完整的极化公式 * * CV—Scan Rate * * a) AZ21；b) AZ21+Zn；c) AZ31；d) AZ31+Zn； Zn AZ21、AZ31与Zn复合在1.0 mol/L Mg(ClO4)2溶液中的交流阻抗 4.4 EIS的应用：1-Mg合金的阻抗特性 电化学阻抗谱——解读电化学反应机理的有力手段 * * 4.4 EIS的应用：纯铝在KOH水溶液中 * * 4.4 EIS的应用：纯铝在KOH水溶液中 等效电路的简化与元件拟合初值求取 1. 高频下的容抗弧—高频下，L看作断路，Cf短路后，等效电路近似为： * * 用R(RC)模型求Rs、Cdl、Rt初值 4.4 EIS的应用：纯铝在KOH水溶液中 * * 2.中频感抗弧—Cf看作短路后，等效电路近似为： 用R(CR(RL))求L、RL初值 4.4 EIS的应用：纯铝在KOH水溶液中 3.低频容抗弧—低频下，把L视为短路，Cdl视为开路，等效电路简化为： * * 用R(RC)模型求RC、Cf初值 等效电路方法的缺陷：构成法拉第阻抗的电路元件的物理意义不明确。 4.4 EIS的应用：纯铝在KOH水溶液中 阳极氧化制备高铁酸盐(新型电极正极材料合成) * * 4.4 EIS的应用：铁在浓碱中 * * 4.4 EIS的应用：铁在浓碱中 * * 4.4 EIS的应用：铁在浓碱中 * * 4.4 EIS的应用：铁在浓碱中 * * 4 M KOH +0.02 M ZnO 4 M KOH +0.02 M ZnO +0.3ml/l DE 4.4 EIS的应用：纯Al在4 M KOH中 A Lab-Scale Sediment MFC with A Rotating Cathode Made of Carbon Foam * * 4.4 EIS的应用：MFC * * C4D示意图 毛细管轴向截面及电场线分布图 1.激发电极；2.接受电极；a .聚酰亚胺保护层； b-石英壁；c-溶液，d-电间距；l-电极长度 4.4 EIS的应用：毛细管的阻抗特性 * * 4.4 EIS的应用：毛细管的阻抗特性 不同电极测得毛细管（内空）的阻抗复平面图 a)铜箔-毛细管未去保护层；b)注射器针头-毛细管未去保护层； c)铜箔-毛细管去保护层； d)注射器针头毛细管去保护层； * * 4.4 EIS的应用：毛细管的阻抗特性 不同毛细管内径所得的Bode阻抗图 r=: a) 100; b) 75; c)50; d) 25; e) 10 μm * * 4.4 EIS的应用：毛细管的阻抗特性 * * 4.4 EIS的应用：毛细管的阻抗特性 * * 4.4 EIS的应用：毛细管的阻抗特性 * * 毛细管的交流阻抗特性 4.4 EIS的应用：毛细管的阻抗特性 §5.1 电解池等效电路的分析与简化 1、电解池的交流阻抗等效电路： * * (1)、电极与导线本身的电阻： (2)、两电极之间的电容： (3)、溶液电阻： (4)、各个电极的双电层电容： (5)、各个电极的Faraday阻抗： 2、电解池交流阻抗等效电路的简化： (1)、金属电极与导线的电阻相对于电解质溶液的电阻可以忽略； (2)、两电极