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技术分享 | 如何用电化学工作站做CV测试,超简单!
加入日期:2023-12-22 23:06:28     字体大小:       

循环伏安法(CV)是一种电化学测试方法,常用于研究电极材料的电化学行为,探测电化学反应的动力学过程,以及评估电极材料的性能,那么作为初学者,如何通过电化学工作站设置相应的参数测试呢?以下是我们的一些经验,可以给大家参考下。

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CV实验通过在电化学电池中施加正弦或方波电位信号,然后测量电流响应来完成。

以下是CV实验的一般步骤:首先选择CV-Cyclic Voltammetry技术,然后进行参数设置:

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关键参数设置参考:

在进行循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)实验时,最初的设置涉及一些关键参数,以确保实验得到可靠的结果。以下是一般情况下在CV实验开始时需要设置的一些主要参数:

1)起始电位(Initial Potential): 定义实验开始时的电位值。通常选择足够负的电位,使得在这个电位下电极材料的氧化反应可以发生。

2)终止电位(Final Potential): 定义实验结束时的电位值。通常选择足够正的电位,使得在这个电位下电极材料的还原反应可以发生。电位范围的选择应该包含所研究反应的所有可能发生的电位区域。

3)扫描速率(Scan Rate): 决定电位随时间的变化速率。扫描速率的选择取决于所研究的系统以及期望获得的动力学信息。常见的扫描速率范围在几 mV/s 到几百 mV/s。

4)High ELow E分别设置为电位窗口的最高电位和最低电位。

5)初始扫描极性(Initial Scan Polarity) 是在实验的第一个循环期间电位扫描的方向。电位扫描可以从负电位开始,向正电位扫描(Negative),也可以从正电位开始,向负电位扫描(Positive)。第一个循环后,电位会反向进行后续循环。这允许研究者观察氧化和还原过程。研究者通常根据电化学系统的预期行为选择初始扫描极性。例如,如果主要兴趣在于研究氧化反应,可以选择Negative作为初始极性。

6)扫描段(Sweep segments):一个扫描段代表CV周期内电位扫描的一个方向,在CV实验的每个周期中,有两个扫描段:阳极扫描和阴极扫描。在阳极扫描期间,电位从起始点增加到终点,而在阴极扫描期间,电位从终点减小回到起始点。

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测试前准备-电解液

测试前还需要准备电解质溶液: 选择适当的电解质溶液,通常是带有离子的溶液,以提供电导性。使用所需的电极材料制备工作电极。常见的工作电极材料包括玻碳、金属玻碳、玻碳膜电极等。

清洗电极表面以确保电极表面干净。

准备参比电极和对电极。

常见氧化还原电对的峰位范围

循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)实验中,氧化还原电对的峰位(Peak Potential)通常取决于所研究的特定电化学系统和电极材料。以下是一些常见氧化还原电对的峰位范围,但这些值可能会因具体情况而异:

/铁离子(Fe^2+/Fe^3+):

阳极峰位:+0.5 V 至 +0.7 V(相对于饱和甘汞电极,SCE)

阴极峰位:+0.2 V 至 +0.4 V(相对于SCE)

/铜离子(Cu^+/Cu^2+):

阳极峰位:+0.2 V 至 +0.4 V(相对于SCE)

阴极峰位:-0.2 V 至 -0.4 V(相对于SCE)

/铅离子(Pb^2+/Pb):

阳极峰位:+0.4 V 至 +0.6 V(相对于SCE)

阴极峰位:-0.2 V 至 -0.4 V(相对于SCE)

/汞离子(Hg^2+/Hg):

阳极峰位:+0.6 V 至 +0.8 V(相对于SCE)

阴极峰位:-0.6 V 至 -0.8 V(相对于SCE)

/水(O_2/H_2O):

阳极峰位:+1.2 V 至 +1.5 V(相对于SCE)

阴极峰位:-0.8 V 至 -1.0 V(相对于SCE)

这些值是一些典型的氧化还原电对在CV实验中的峰位范围,但实际值可能因电极材料、电解质和实验条件的不同而有所变化。在进行CV实验时,最好参考相关文献或先进行初步实验来确定具体系统中氧化还原电对的峰位,下图是一个测试的案例

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以上分享仅用于实验共享交流参考学习。

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