电化学工作站原理及应用[优质ppt]
电化学工作站PPT课件
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国外主要的电化学工作站
4
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1.2 三电极体系
研究电极上电子的运动是电 化学反应的基础，为了分别 对电池或电解池的阴极，阳 极发生的反应进行观察需用 到三电极体系。
加入的电极叫做参比电极， 它的作用是为了测量进行这 些反应的电极电位的一个基 准电极。
被测定的电极叫做工作电极 ，与工作电极相对的电极叫 做辅助电极。
。因此此扩散过程为控制步，在低频处占主要 部分
。
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Nyquist图中，最先响应的总是纯 电阻，而后是
电容和电化学反应，再其后是扩散过程。纯电阻为 实部最小的点，而电容和电化学反应为一个半圆， 这是理想情况，如果有多个电化学反应，也就是说
有多个电荷转移过程。那么这个半圆可能不是正圆 ，也可能是两个圆。扩散阻抗表现为一个45度直线
单方向扫描
✓ 正向峰电流iPC ✓ 正向峰电位fPC ✓ 正向半峰电位
fp/2C ✓ 正向峰面积SC ✓ 逆向峰电流iPA
✓ 记录方式：伏 安曲线、电流 时间曲线
✓ 记录精度
✓ 逆向峰电位fPA ✓ 逆向半峰电位
fp/2A ✓ 逆向峰面积SA
11 ✓ 峰电位差Df
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电化学测试方法的优点：
1．简单易行。可将一般难以测定的化学参 数直接变换成容易测定的电参数加以测定 。
电化学工作站的原理与应用
1
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目录
1、电化学工作站的基本概述 2、电化学测试方法 3、电化学工作站的原理及其具体应用
2
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1.1电化学工作站的基本概述
电化学工作站在电池检测中占有重要地 位，它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交 流阻抗分析仪有机地结合，既可以做三种 基本功能的常规试 验，也可以做基于这三 种基本功能的程式化试验。在试验中，既 能检测电池电压、电流、容量等基本参数 ，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗 参数，从而完成对多种状态下电池参数的 跟踪和分析。
电化学工作站介绍及使用方法PPT参考课件
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4.常用电化学试验操作及参数设置
❖ 4.1循环伏安法使用方法 4.1.1在控制界面中点击图标，选择Cyclic Voltammetry，点击OK
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4.1.2在控制界面中点击图标，在弹出的对话框中设置参数。
❖ Init E (V)：起始电位，-10 － +10 ❖ High E (V)：最高电位，-10 － +10 ❖ Low E (V)： 最低电位，-10 － +10 ❖ Initial Scan：起始扫描方向，Positive（阳极）或者 Negative 阴极） ❖ Scan Rate （V/s）：扫描速度，1e-6 － 20000 ❖ Sweep Segments：扫描圈数，1 － 1000000 ❖ Sample Interval （V）：样品间隔，1e-6 － 0.064 ❖ Quiet Time（sec）：静止时间，0 － 100000 ❖ Sensitivity （A/V）：灵敏度，1e-12 － 0.1
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实验测定结束后，单击图标，弹出保存对话框， 输入文件名称及选择保存路径，单击保存。
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五、常见故障与消除
❖ 参比电极、工作电极断路 ❖ 接触不良 ❖ 三电极之间短路 ❖不合理的预设参数 ❖ 数 据 溢 出 (Overflow)
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例如：
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4.3 安培i-t曲线法
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Init E (V)： 起始电位，-10 － +10
Sample Interval（s）：采样间隔，1e-6 － 50
Sampling Time：全部测量时间，0.001 － 5e5
Scales during Run：运行时梯度，1, 2, 3
电化学工作站原理及的应用
电化学工作站原理及应用一、电化学工作站的概述电化学工作站是一种实验室仪器设备，用于研究电化学反应。
它通过控制电流和电压来实现电化学实验的自动化和精确控制。
电化学工作站具有高精度的电流和电压输出，同时还具备温度和气体流量控制等功能，用于研究电化学反应的机理、动力学和应用。
二、电化学工作站的原理电化学工作站基于电化学原理，通常由以下组成部分：1.电化学电池：用于产生电化学反应所需的电流和电势。
2.电解槽：用于容纳电解质溶液和电极，实现电化学反应的发生。
3.电极：通常分为工作电极、参比电极和对电极。
工作电极是进行电化学反应的主要电极，参比电极用于测量工作电极的电势，对电极用于校正电位差。
4.控制系统：用于控制电流和电压的输出，以及温度和气体流量的调节。
5.测量系统：用于测量电位、电流、电导率等参数。
三、电化学工作站的应用电化学工作站广泛应用于以下领域：1. 腐蚀研究电化学工作站可用于腐蚀行为的研究。
通过控制电流和电压，可以模拟不同条件下的腐蚀环境，研究材料的耐腐蚀性能和腐蚀机理。
同时，可以进行电化学腐蚀测试，评估材料的耐蚀性能。
2. 电化学储能电化学工作站可用于电化学储能器件的研究与开发，如锂离子电池、超级电容器等。
通过控制电流和电压，可以研究电极材料的电化学性能、电解质的传输性能等，以提高电化学储能器件的性能和循环寿命。
3. 电沉积与电镀电化学工作站可用于金属电沉积和电镀研究。
通过控制电流和电压，可以控制金属的沉积速率和沉积形貌，研究电化学沉积机理，优化电镀工艺。
4. 电析与电解电化学工作站可用于电析和电解实验。
通过控制电流和电压，可以实现电解质中的物质分离，研究电析和电解的机理和影响因素，以及应用于废水处理和金属回收等领域。
5. 电催化电化学工作站可用于电催化反应的研究。
通过控制电流和电压，可以调节催化剂表面的电位和电荷状态，研究电催化反应的机理和催化剂的活性。
6. 生物电化学电化学工作站可用于生物电化学研究，如酶电极、生物燃料电池等。
电化学工作站原理和应用
电化学工作站原理和应用电化学工作站的原理是基于电化学反应的基本原理。
电化学反应是指在电极上由电生化学势引起的化学反应。
该反应发生在由电解质溶液中的电离物形成的电化学双层物质界面上。
电化学反应可以通过改变电极电位和电流来控制和测量。
电化学工作站通过控制电极电位和电流，可以实现对电化学反应的控制和测量。
1.腐蚀研究：电化学工作站可以用来研究金属腐蚀过程。
通过控制电极电位和电流，可以模拟不同条件下的金属腐蚀，并研究腐蚀产物的形成和演变。
2.电化学能源：电化学工作站可以用来研究和开发新型电化学能源技术，例如燃料电池和电解水制氢。
通过控制电极电位和电流，可以实现对电化学反应的优化和性能的评估。
3.电化学催化：电化学工作站可以用来研究电化学催化过程，例如在电化学反应中使用催化剂来提高反应速率和选择性。
通过控制电极电位和电流，可以实现对催化剂的活性和稳定性的评估。
4.材料研究：电化学工作站可以用来研究材料的电化学性能，例如电极材料和电解质材料。
通过控制电极电位和电流，可以评估材料的电化学活性和稳定性，并研究材料与电化学界面的相互作用。
5.环境监测：电化学工作站可以用来研究和监测环境中的电化学反应，例如水体中的氧化还原反应和土壤中的电化学反应。
通过控制电极电位和电流，可以实现对环境中的电化学反应的实时监测和分析。
总之，电化学工作站是一种应用广泛的实验室装置，用于研究电化学过程和电化学反应的原理和应用。
它在腐蚀研究、电化学能源、电化学催化、材料研究以及环境监测等领域发挥着重要作用。
通过控制电极电位和电流，可以实现对电化学反应的控制和测量，从而得到有关电化学反应的重要信息。
电化学工作站ppt课件
பைடு நூலகம்
经典恒电位电路—大功率蓄电池和低阻值滑线电阻 由运算放大器组成的恒电位电路
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经典恒电流电路—高电压蓄电池组和高阻值滑线电阻 由运算放大器组成的恒电流电路
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2.电化学测试方法
电化学测定方法是将化学物质的变化归 结为电化学反应，也就是以体系中的电位、 电流或者电量作为体系中发生化学反应的 量度进行测定的方法。包括电流-电位曲线 的测定；电极化学反应的电位分析，电极 化学反应的电量分析；对被测对象进行微 量测定的极谱分析；交流阻抗测试等。
的小振幅的交流电压，测量交流电势与电流信 号的比值（此比值即为系统的阻抗）随正弦波 频率ω的变化，或者是阻抗的相位角Φ随ω的变 化。进而分析电极过程动力学、双电层和扩散 等，研究电极材料、固体电解质、导电高分子 以及腐蚀防护等机理。只要该体系具有双电极， 并在该双电极上对交流电压具有瞬时的交流电 流相应特性即可。
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国外主要的电化学工作站
仪器型号 1200系列 2000、7000系列 Autolab系列 BAS系列 CHI系列 EG&G 270系列 IM6/6e系列 OMNI90系列 PG系列 PINE AF系列 Powerlab系列 PS-205系列 Voltalab系列
……
厂家（公司） Solartron Analytical AMEL srl ECochemie BioAnalytical Systems CH Instrument Princeton Applied Research ZAHNER Elektrik Cypress Systems HEKA Instrument Pine Instrument ADInstruments ELCHEMA Radiometer Analytical
电化学工作站的原理与应用..
一、恒电位仪的原理
溶液等效电路与三电极体系
E
+
两电极体系常用于工业电解、电 镀、电合成以及电池。但在基础 理论研究中并不适用
两电极体系
电极等效电路
E
⊕⊕⊕⊕⊕
-
紧密层
-
Cd
X
？ E
？
Rf
Rl
Cd:双层电容; Rf：法拉第电阻; Rl：溶液电阻 界面电位～电化学特性的关系是电化学研究中 的核心部分
④ 气体电极：要注意气体的入口和出口
例如：燃料电池的氢电极、氧电极。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
⑤ 辅助电极的位置、大小及形状；
位置：与WE平行放置； 大小：SCE>5SWE。
WE
CE
消除边缘效应，实现 电力线的均匀分布
WE
CE WE 等势面
CE
边缘效应
研 -参 =研 -界 +IR
A B
VAB 研 参 I测R池
E 研 参 若要求： VAB E ， I测 0 则要
研 参
I测 0
一般
I测 107 A 就满足测量精度要求
精确测量的注意事项
测量或控制电位仪器的要求
① 内阻足够大；
A B
一般
I测
I测 107 A 就满足测量精度要求
内容
恒电位仪的原理
1、溶液等效电路与三电极体系
2、电子线路基础 3、恒电位仪典型电路与结构 4、恒电位仪主要技术参数
法国雷氏恒电位仪voltalab50
恒电位仪
EG&G PARC
263
2263
273
2273
Autolab
电化学工作站原理及应用
电化学工作站原理及应用电化学工作站是一种常用于研究电化学反应的实验装置，它结合了电化学方法和相关的仪器设备，用于分析和调控电化学过程中的物理和化学参数。
本文将介绍电化学工作站的基本原理和应用。
一、电化学工作站的原理电化学工作站由电化学池、电化学控制器、电化学传感器和数据处理系统等组成。
其基本原理可以概括为：在电化学池中，通过施加电势差，在电极间形成电场，使电解液中的离子发生迁移和反应，产生电流。
电化学控制器调控电势差的大小和变化速率，电化学传感器测量和监控电化学过程中的物理和化学参数，数据处理系统对这些参数进行处理和分析。
电化学工作站的原理可以进一步解释为：电化学池中有两个电极，分别是阳极和阴极。
阳极是电流从池外进入的电极，阴极是电流流出的电极。
电化学控制器通过施加电势差，使阴极具有较低的电势，阳极具有较高的电势，从而形成电场。
当电解液中含有可氧化或可还原物质时，它们将在电场的作用下进行氧化还原反应，释放出电荷。
电化学传感器可以测量和监控电化学反应过程中的物理参数，如电位、电流、电荷周期等。
数据处理系统利用这些参数进行分析和处理，揭示电化学反应的动力学和热力学特性。
二、电化学工作站的应用1. 材料研究电化学工作站在材料研究领域具有广泛应用。
通过调节电化学条件，可以合成、修饰和功能化各类材料。
例如，利用电化学沉积方法可以制备具有特定形貌和结构的金属纳米颗粒和薄膜。
通过电化学腐蚀方法可以制备具有多孔结构的材料，用于催化、吸附等方面。
电化学工作站还可以用于表征材料的电化学性能，如材料的电导率、化学活性等。
2. 能源转换和储存电化学工作站在能源转换和储存领域有重要应用。
它可以用于燃料电池、电解水制氢等能源转换过程的研究。
电化学工作站还可以用于电池、超级电容器等能源储存器件的性能测试和优化。
通过调控电化学条件和电极材料，可以提高能源转换和储存器件的效率和循环寿命。
3. 环境监测电化学工作站可用于环境监测和污染物检测。
电化学工作站简介 PPT
三、电化学测试方法
电化学测定方法是将化学物质的变化归结为电化学反应， 也就是以体系中的电位、电流或者电量作为体系中发生化学反 应的量度进行测定的方法。
常用的电化学测试方法技术为：电流分析法(也称为计时安 培法)、差分脉冲安培法(DPA)、差分脉冲伏安法(DPV)、循环 伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、常规脉冲伏安法(NPV)、 方波伏安法(SWV)等。
电化学工作站简介
一、电化学工作站简述
电化学工作站在电池检测 中占有重要地位，它将恒电位 仪、恒电流仪和电化学交流阻 抗分析仪有机地结合，既可以 做三种基本功能的常规试验， 也可以做基于这三种基本功能 的程式化试验。在试验中，既 能检测电池电压、电流、容量 等基本参数，又能检测体现电 池反应机理的交流阻抗参数， 从而完成对多种状态下电池参 数的跟踪和分析。
二、三电极系统
工作电极: 又称研究电极，是指所研究的反应在该电极上发 生。一般来讲，对工作电极的基本要求是：(1)所研究的电化学 反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响，并且能够在较 大的电位区域中进行测定；(2)电极必须不与溶剂或电解液组分 发生反应；(3)电极面积不宜太大，电极表面最好应是均一平滑 的，且能够通过简单的方法进行表面净化等等。
二、三电极系统
辅助电极:又称对电极，辅助电极和工作电极组成回路，使 工作电极上电流畅通，以保证所研究的反应在工作电极上发生， 但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧 化或还原反应时，辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工 作电极反应的逆反应，以使电解液组分不变，即辅助电极的性 能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反 应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或 离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。
电化学工作站原理和应用
Hg2+，比较稳定，但具有较强的氧化性，应防止还原性物质对Hg2+的影响 。
参比电极
常见的参比电极
④ 银-氯化银电极；
Ag|AgCl|Cl-
AgCl e Ag Cl
0
RT F
ln
a Cl
络合离子Ag2Cl2 不稳定 Ag+→Ag2+ (光敏性强)
Cl-、Br-和I-中，Cl-溶解度最大，所以：AgCl Br I AgBrI Cl
参比电极
常见的参比电极
①甘汞电极；
Hg|Hg2Cl2|Cl-
Hg2Cl2 2e
2Hg 2Cl
0
RT F
ln
a Cl
由于Hg+→Hg2+ （亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受温度影响大。<70℃ ，另外，［Cl-］要饱和，防止 发a生Cl变化)。
参ห้องสมุดไป่ตู้电极
常见的参比电极
② 汞-硫酸亚汞电极；
Hg|Hg2SO4|SO42-
2.测量体系 参比电极所处的溶液体系。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
1.2.1 电解池／容器
是装电解质溶液、WE、CE所用，是一种容器，要求稳 定性好，不溶出杂质，不与电极物质、电解液发生反应，大 部分无机电解质是玻璃的，强碱电解液例外，具体要求如下 ： ① 化学稳定性高； ② 体积适中
太小：研究体系浓度变化；太大：浪费
（控制Cl-纯度）的影响。
参比电极
1.2.2.2 常见的参比电极 ⑤ 工业用参比电极：Cd、Pt、Au、C、Li；
Cd|Cd(OH)2|OHCd|CdSO4|SO42-
1.2.2.3 参比电极的选择
电化学工作站原理及应用
恒电位仪的原理 1、溶液等效电路与三电极体系 2、电子线路基础 3、恒电位仪典型电路与结构 4、恒电位仪主要技术参数
法国雷氏恒电位仪voltalab50
恒电位仪
263
2263
273
2273
EG&G PARC
Autolab
BAS 100W
WE:工作电极/研究电极 RE: 参比电极 CE: 辅助电极/对电极
三电极体系中各组成部分的作用和要求
③ 鲁金Luggin毛细管距离； 太近：电位测不准；太远：较大的欧姆压降； 距离(管直径) ，这是半定性半定量关系； 鲁金：是苏联电化学创始人“A.H.弗鲁姆金”院士的人名，为了纪念他发明的装置，他是经典电化学的奠基人。 ④ 气体电极：要注意气体的入口和出口 例如：燃料电池的氢电极、氧电极。
盐桥
研究电极
滴Hg电极的优点
④ 汞滴表面积可准确测量， /cm2， m为滴汞流速(mg/s)，t为时间(s)
③ 实验结果重现性好(汞滴连续)
② 电化学稳定性高 (+0.6~-1.6 V)
① 表面均一性高，光滑，光洁，汞滴可重现
辅助电极
参比电极电位必须稳定 温度系数小 ， 例：要测定i0很小的热力学体系的平衡电位，在测量电路溶液处理方面各有何要求？为什么？
精确测量的注意事项
测量或控制电位仪器的要求 ① 内阻足够大；
精确测量的注意事项
若要求：
三电极体系中各组成部分的作用和要求
⑤ 辅助电极的位置、大小及形状； 位置：与WE平行放置； 大小：SCE>5SWE。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
形状：例如天津第一电镀厂，要镀12 t的轴（直径1.2 m，长：12 m），怎么做呢？ 就在地下挖个大坑，把轴吊在坑里并转动，转动的目的是减小浓差极化，四周为辅助电极，如下图所示： ⑥ 恒电位测量中，电解池的内阻要小。
电化学工作站原理及应用
电化学工作站原理及应用
电化学工作站的原理主要涉及电化学反应的基本原理。
在电化学反应中，化学物质在电流的作用下发生氧化还原反应。
电化学工作站通过提供电流，使反应物发生氧化还原反应，并通过测量电流和电势来研究反应过程。
其中，工作电极是产生电流和反应发生的地方，参比电极是提供稳定参比电势的地方，计量电极是用于测量电势变化的地方。
电化学工作站的应用非常广泛。
首先，它可以用于研究电化学反应机理和动力学。
通过控制电流和电势，可以研究反应速率、电荷转移过程、反应中间体的生成和消失等信息，从而揭示反应机理。
其次，电化学工作站可以用于电化学分析。
通过测量电流和电势，可以确定样品中的化学物质的含量和浓度。
例如，电化学工作站可以用于测定水中的溶解氧和重金属离子的浓度。
此外，电化学工作站还可以用于电化学合成。
通过改变电流和电势，可以控制反应的方向和速率，实现有选择性的合成。
例如，电化学工作站可以用于有机合成中的电化学加氢、氧化、还原等反应。
总之，电化学工作站是一种用于研究电化学反应的实验设备，它通过提供电流和测量电势来研究反应机理和动力学，并应用于电化学分析和电化学合成等领域。
电化学工作站在化学、材料、环境等领域中具有重要的应用价值。
电化学工作站介绍及使用方法PPT优秀课件
2021/6/3
1
一、仪器介绍
❖ CHI660C系列电化学分析仪/工作站为通用电 化学测量系统．仪器集成了几乎所有常用的 电化学测量技术，包括恒电位，恒电流，电 位扫描，电流扫描，电位阶跃，电流阶跃， 脉冲，方波，交流伏安法，流体力学调伏安 法，库仑法，电位法，以及交流阻抗等．可 以进行各种电化学常数的测量。
2021其/6/3余各项都不需设置，通常可使用软件默认的设置。
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2021/6/3
Init E：起始电势。 High Frequency：高频，105Hz。 Low Frequency：低频，0.1或0.01Hz（根 据试验本身需要）。 其余各项都不需设置，通常可使用软件 默认的设置。
实验完成后，得到如下图的实 验结果图，从图上我们可以读出 电极表面的电阻值。下图是一个 裸铂电极在以0.1mol/L KCl包含 1.0mmol/L [Fe(CN)6]3−/4−的电 解质溶液中扫描后得到的交流阻 抗图，从图中我们可以得出，该 裸铂电极的电阻值大约为706Ω。
2021/6/3
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2021/6/3
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4.常用电化学试验操作及参数设置
❖ 4.1循环伏安法使用方法 4.1.1在控制界面中点击图标，选择Cyclic Voltammetry，点击OK
2021/6/3
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4.1.2在控制界面中点击图标，在弹出的对话框中设置参数。
❖ Init E (V)：起始电位，-10 － +10 ❖ High E (V)：最高电位，-10 － +10 ❖ Low E (V)： 最低电位，-10 － +10 ❖ Initial Scan：起始扫描方向，Positive（阳极）或者 Negative 阴极） ❖ Scan Rate （V/s）：扫描速度，1e-6 － 20000 ❖ Sweep Segments：扫描圈数，1 － 1000000 ❖ Sample Interval （V）：样品间隔，1e-6 － 0.064 ❖ Quiet Time（sec）：静止时间，0 － 100000 ❖ Sensitivity （A/V）：灵敏度，1e-12 － 0.1
【最全】电化学工作站介绍及使用方法.优质PPT
❖ Parameters 实验参数 选定实验技术后，就可设置所需的实验参数．实验参数的动 态范围可用Help（帮助）看到．如果你输入的参数超出了许 可范围，程序会给出警告，给出许可范围，并让你修改．在 数据采样不溢出的情况下，你应该选择尽可能高的 Sensitivity（灵敏度）．这样模／数转换器可充分利用其动 态范围．这可保证数据有较高的精度和较高的信噪比．
电源线和电极连接好后，将三电极系统插入电解池
其余各项都不需设置，通常可使用软件默认的设置。
Low Frequency：低频，0. Init E (V)： 起始电位，-10 － +10 Sampling Time：全部测量时间，0. Init E：起始电势。 Amplitude（V）：增幅，0. Init E (V)： 起始电位，-10 － +10
4.3 安培i-t曲线法
Init E (V)： 起始电位，-10 － +10 Sample Interval（s）：采样间隔，1e-6 － 50 Sampling Time：全部测量时间，0.001 － 5e5 Scales during Run：运行时梯度，1, 2, 3 Quiet Time（sec）：静止时间，0 － 100000 Sensitivity （A/V）：灵敏度，1e-12 － 0.1
电化学工作站介绍及使用方法
优选电化学工作 站介绍及使用方
法
一、仪器介绍
❖ CHI660C系列电化学分析仪/工作站为通用电 化学测量系统．仪器集成了几乎所有常用的 电化学测量技术，包括恒电位，恒电流，电 位扫描，电流扫描，电位阶跃，电流阶跃， 脉冲，方波，交流伏安法，流体力学调伏安 法，库仑法，电位法，以及交流阻抗等．可 以进行各种电化学常数的测量。
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A 被测体系
电位测量装置 V
盐桥
测量体系
为了记 录通电 后WE电 位变 化，需 RE
辅助CE 研 WE
参RE
实测图
三电极与两回路
电解池
V
R大
CE
RE 测量回路
WE E
极化回路
经典恒流法测量电路
原理图
三电极组成
辅助 电极 CE
研究 电极 WE
三电 极
参比 电极 RE
两回路
① 极化回路（串联电路）
参比电极
常见的参比电极
①甘汞电极；
Hg|Hg2Cl2|Cl-
H g 2 C l2 2 e 2 H g 2 C l
0
RT F
ln
a Cl
由于Hg+→Hg2+ （亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受温度影响大。<70℃
，另外，［Cl-］要饱和，防止 发a生C l 变化)。
参比电极
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学习电化学测量的基本方法如下：
对“未知”施加 挠动信号
得到响应信号
扰动信号：
是测量条件 的选择与控
制。
响应信号： 是实验结果
挠动信号 未知 响应信号
判断 分析
判断分析得“已知”
判断分析： 是实验结果的 分析和解释。
已知
三电极与两回路
A 研 WE
极化电源
辅助CE
对WE通 电、极 化，但 必须是 个闭合 的回 路，才 有电流 流过， 故需要 CE
这是热力学说法，符合Nernst方程。
② 参比电极是不极化电极（i0→∞）；
实际上 i0不可能∞，所以需要控制流经 RE的电流非常小，即：I测<10-7 A/cm2。
参比电极
应具备的条件 ③ 良好的稳定性(化学稳定性好、温度系数小)； ④ 具有良好的恢复特性； ⑤ 恒电位测量中，要求低内阻，从而实现响应速 度快。
太小：研究体系浓度变化；太大：浪费
浓度变化：J0 nFkc，可见c与J0有关→η。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
③ 鲁金Luggin毛细管距离；
太近：电位测不准；太远：较大的欧姆压降；
距离(管直径) ld0.1~0.3m m ，这是半定性半定量关系；
鲁金：是苏联电化学创始人“A.H.弗鲁姆金”院士的人名，为了纪念他 发明的装置，他是经典电化学的奠基人。
1.电化学工作站的基本概述 2.电化学测试方法 3.电化学工作站的原理 4.电化学工作站的具体应用
1.二电极电化学池
Eappl>-0.64V，无电流 Eappl=-0.84V，有电流 额外的0.2V包括两部分： 过电势和溶液的电阻导致的电势 降（iR，欧姆降）
* 给定的电势只有一部分作用到电极上 欧姆降足够小(1-2mV)可以采用二电极
两类溶液体系
1.被测体系 研究电极所处的溶液体系。
2.测量体系 参比电极所处的溶液体系。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
1.2.1 电解池／容器
是装电解质溶液、WE、CE所用，是一种容器，要求稳 定性好，不溶出杂质，不与电极物质、电解液发生反应，大 部分无机电解质是玻璃的，强碱电解液例外，具体要求如下 ： ① 化学稳定性高； ② 体积适中
常见的参比电极
② 汞-硫酸亚汞电极；
Hg|Hg2SO4|SO42-
H g 2 S O 4 2 e 2 H g S O 4 2
0
RT 2F
ln aSO42
亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受温度影响大。防止Hg2SO4水解，应选 高浓度的SO42-，<40℃。
由：极化电源、WE、CE、 可变电阻以及电流表等组 成。 ① 测量回路（并联电路）
功能
调节或控制流经 WE的电流
目的
实现极化电流的变化与测量
由：控制与测量电位的 仪器、WE、RE、盐桥 等组成。
实现控制或测量极 化的变化
测量WE通电时的变化情况
三电极的优点
1. 可以同时测量极化电流和极化电位； 2. 三电极两回路具有足够的测量精度。
被测定的电极叫做工作电极，与工作电极相 对的电极叫做辅助电极。
在三电极法中为了能够在测定研究电极和参 比电极之间电压同时，又能任意调节研究电 极的电位，最理想的设备为具有自动调节功 能的恒电位仪。
对（辅助）电极
作用—传导电流 要求—（1）良好的电子导体
（2）研究电势范围内是惰性 （3）面积大于工作电极 （4）形状与工作电极吻合 （5）放置在与工作电极对称的位置 常用—镀Pt黑的Pt或Ni等，玻炭、石墨等
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工作电极
电极材料的选择：背景电流小、电势窗口宽、导电性好、 稳定性高、重现性好、表面活性及表面 吸附性能等。
液体电极 — Hg电极 固体电极 — 惰性电极（Pt、Au、C）和氧化还原 电极（Cu、Pb、Mg等）
常用的液体Hg电极有： （1）滴汞电极（dropping mercury electrode ，DME） （2）静态滴汞电极（ static mercury drop electrode，
形状：例如天津第一电镀厂，要镀12 t的轴（直径1.2 m，长 ：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 m），怎么做呢？
就在地下挖个大坑，把轴吊在坑里并转动，转动的目的是减小浓差极 化，四周为辅助电极，如下图所示：
⑥ 恒电位测量中，电解池的内阻要小。
参比电极
作用：比较。 本身电位的稳定。 应具备的条件 ① 可逆电极（浓度不变，电位不变）；
④ 气体电极：要注意气体的入口和出口
例如：燃料电池的氢电极、氧电极。
三电极体系中各组成部分的作用和要求
⑤ 辅助电极的位置、大小及形状；
位置：与WE平行放置； 大小：SCE>5SWE。
WE CE
WE CE
消除边缘效应，实现
WE
CE
电力线的均匀分布
边缘效应
等势面
研 -参 =研 -界 +IR
三电极体系中各组成部分的作用和要求
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2.三电极电化学池
工作电极（WE） 参比电极（RE） 对或辅助电极(counter
or auxiliary electrode， CE)
Luggin capillary
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对电极 通气口
工作电极 34号磨口塞
出气口
14号磨口塞 鲁金毛细管
加入的电极叫做参比电极，它的作用是为了 测量进行这些反应的电极电位的一个基准电 极。
SMDE） （3）悬汞电极（hanging mercury drop electrode ，HMDE),
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固体电极 — 金属电极和炭电极
金属电极 — Pt、Au、Ag等。 导电性好、背景电流可以忽略、表面改性方 便、制备简单；但表面不均一，真实面积不宜控制、易吸附污染物被污染 （杂质影响敏感）、表面可能腐蚀或钝化。