什麼是暫態技術暫態技術的應用

General 更新 2024年11月02日

  暫態技術是研究暫態電極系統的實驗方法和實驗資料分析的技術。那麼你對暫態技術瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是暫態技術的內容,希望大家喜歡!

  暫態技術的簡介

  擾動處於平衡態的電極系統的暫態技術稱為鬆弛方法。表徵電極系統的參量***電極電勢、電流、濃度分佈、電極表面狀態等***明顯變化的階段所處的狀態稱為暫態。常用的暫態技術是控制電極電勢或電極電流按一定規律變化,同時直接測量或對時間的變化,或間接測量它們對與有關的物理量***如正弦波角頻率***的變化,它們分別稱為控制電勢法和控制電流法。

  暫態技術的控制電勢法

  電勢階躍法

  暫態實驗開始前,電極電勢處於開路電勢;實驗開始時***=0***,電極電勢突躍至某指定恆定值,直至實驗結束***圖1a[各種電極電勢波形]***。實驗上也可將電勢階躍法中的電流 經積分器得到流經電極的電量。習慣上將測-關係稱為計時電量法,而將測-關係稱為計時電流法。

  方波電勢法

  電極電勢 在某一指定恆值持續時間後,突變為另一指定恆值,持續時間後又突變回值,如此反覆多次***圖1b[各種電極電勢波形]***即為方波電勢法。

  線性掃描電勢法

  電極電勢 按恆定速率變化,即d/d為常數,也稱動電勢伏安法,它可以是單程的,稱線性掃描電勢法***圖1c[各種電極電勢波形]***,也可以是來複的,稱為迴圈伏安法或三角波電勢法***圖1d[各種電極電勢波形]***。本法常測量-的相對變化關係,稱迴圈伏安圖。伏安圖的定量解析比較複雜,往往需採用數值解法。但伏安圖上的峰可以用來鑑別參與電極反應的物質,包括反應中間物,因此動電勢伏安圖有電化學譜圖之稱。它已成為研究電極反應機理***尤其是複雜電極反應機理***和電極表面覆蓋層的重要工具。

  暫態技術的控制電流法

  電流階躍法

  在暫態實驗開始以前,電極電流為零;實驗開始時,電極電流由零突躍至某一指定恆值,直至實驗結束為止***圖2a[常用的控制電流波形]***,然後記錄-關係,習慣也稱計時電勢法。

  斷電流法 在暫態實驗開始以前,電極電流為某一指定恆值,讓電極電勢基本上達到穩態。實驗開始時,電極電流突然切斷為零。在電流切斷的瞬間,電極的電阻極化***即歐姆電位降***消失,可使問題簡化***圖2b[常用的控制電流波形]***。

  方波電流法

  電極電流在某一指定恆值持續時間後,突變為另一指定恆值,持續時間後又突變回值,如此反覆多次一般和的數值不相等,;在特殊情況下,控制和的數值相等, =,則稱為對稱方波電流法***圖2c[常用的控制電流波形]***。

  電流換向階躍法

  在暫態實驗開始以前,電極電流為零。實驗開始時電極電流突變至某一指定恆值,持續時間後,突變為另一指定恆值***改變電流方向***,此後持續到實驗結束***圖2d[常用的控制電流波形]***。

  雙脈衝電流法 在暫態實驗開始以前,電極電流為零。實驗開始時,電極電流突躍至某一指定恆值,持續時間後,電極電流突降至另一指定恆值***電流方向保持不變***,直至實驗結束為止。一般的時間很短***微秒級***,>***圖2e[常用的控制電流波形]***。

  暫態技術的應用

  暫態技術提供了比穩態技術更多的資訊,用來研究電極過程動力學,測定電極反應動力學引數和確定電極反應機理,而且還可將測量遷越反應速率常數的上限提高2~3個數量級,有可能研究大量快速的電化學反應。暫態技術對於研究中間態和吸附態存在的電極反應也特別有利。暫態技術中測得的一些參量,例如雙電層電容、歐姆電阻、由遷越反應速率常數決定的遷越電阻等,在化學電源、電鍍、腐蝕等領域也有指導意義。

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