电化学交流阻抗谱详解.ppt

关于电化学交流阻抗谱详解第1页，共37页，星期日，2025年，2月5日1.电化学交流阻抗谱简介1.1交流阻抗谱方法是一种以小振幅的正弦波电位为扰动信号的电测量方法。优点：体系干扰小提供多角度的界面状态与过程的信息，便于分析腐蚀缓蚀作用机理数据分析过程相对简单，结果可靠缺点：复杂的阻抗谱的解释第2页，共37页，星期日，2025年，2月5日1.2物理参数和等效电路元件1.2.1物理参数溶液电阻（Rs）双电层电容（Cdl）极化阻抗（Rp）电荷转移电阻（Rct）扩散电阻（Zw）界面电容（C）和常相角元件（CPE）电感（L）对电极和工作电极之间电解质之间阻抗工作电极与电解质之间电容当电位远离开路电位时时，导致电极表面电流产生，电流受到反应动力学和反应物扩散的控制。电化学反应动力学控制反应物从溶液本体扩散到电极反应界面的阻抗通常每一个界面之间都会存在一个电容。第3页，共37页，星期日，2025年，2月5日溶液电阻（Rs）B.极化阻抗（Rp）C.电荷转移电阻（Rct）D.扩散电阻（Zw）E.界面电容（C）和常相角元件（CPE）第4页，共37页，星期日，2025年，2月5日注意事项：1.Rp近似Rct+Zw，但不是完全的相等2.极化阻抗通过计划曲线也可以得到（腐蚀电位出切线的斜率）第5页，共37页，星期日，2025年，2月5日1.2.2.等效电路元件R阻抗C电容L电感W无限扩散阻抗O有限扩散阻抗Q常相角元件阻抗导纳第6页，共37页，星期日，2025年，2月5日1.3等效电路（A）一个时间常数Nyquist图相位图大致表征几个时间常数判断电容。阻抗等结构元件RsCdlRct或Rp第7页，共37页，星期日，2025年，2月5日Nyquist图RsCdlRctZw一个时间常数第8页，共37页，星期日，2025年，2月5日（B）两个时间常数两个时间常数界面电容界面阻抗双电层电容电荷转移阻抗第9页，共37页，星期日，2025年，2月5日常见的两个时间常数的电路图第10页，共37页，星期日，2025年，2月5日（C）三个时间常数CPESGRSGCPEOXROXCPEDL第11页，共37页，星期日，2025年，2月5日常见的三个时间常数的电路图第12页，共37页，星期日，2025年，2月5日1.4.在腐蚀与防护中的应用（1）两个时间常数的模型金属本体腐蚀产物层金属腐蚀机制研究第13页，共37页，星期日，2025年，2月5日研究不同镀层的钢材的腐蚀情况第14页，共37页，星期日，2025年，2月5日金属本体防护层缓蚀剂缓蚀机制的研究第15页，共37页，星期日，2025年，2月5日研究头孢类抗生素的缓蚀作用第16页，共37页，星期日，2025年，2月5日Adv.Mater.2006,18,1672-1678Chem.Mater.2007,19,402-411Adv.Funct.Mater.2008,18,3137-3147（2）三个时间常数的模型(a)自修复膜腐蚀机制的研究第17页，共37页，星期日，2025年，2月5日保护膜钝化膜金属本体第18页，共37页，星期日，2025年，2月5日保护膜钝化膜金属腐蚀区第19页，共37页，星期日，2025年，2月5日1234保护膜电容区保护膜阻抗区钝化膜电容区钝化膜阻抗区电容随着频率减少而增加阻抗不随频率而变化第20页，共37页，星期日，2025年，2月5日保护膜层的阻抗变化钝化膜层阻抗变化第21页，共37页，星期日，2025年，2月5日(b)微生物腐蚀机制的研究CorrosionScience49(2007)2159-2176第22页，共37页，星期日，2025年，2月5日第23页，共37页，星期日，2025年，2月5日不同阶段的SRB膜的AFM图第24页，共37页，星期日，2025年，2月5日下一步计划：抗生素类的缓蚀剂SiO2MnO2TiO2ZrO2层状插层核壳结构多孔结构无机纳微材料有机聚电解质聚阴离子聚阳离子智能感应聚合物pH敏感光敏感热敏感电化学敏感特殊离子敏感多环环中掺杂N或者S缓蚀剂有机聚合电解质无机纳微材料第25页，共37页，星期日，2025年，2月5日动电位极化曲线第26页，共37页，星期日，2