实验四-电化学循环伏安技术和电位阶跃技术研究金属电结晶
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6
实验仪器和试剂
仪器：CHI660A电化学工作站，铂片工作电极，饱 和甘汞电极，Pt黑对电极，两室电解池。
试剂：0.5mo/Ll H2SO4，0.0m 1 o/Ll Ag3N0O .1mo /LlKNO3 王水。
7
实验步骤
1.循环伏安实验 (1)Pt电极在王水中浸泡40s左右, 然后用蒸馏水淋洗. (2)在 0.5mo/Ll H2SO4 溶液中在-0.28～1.40V ( s.SCE) 循环伏安扫描,扫描速度 50m0V/s. (3)相同溶液.选取 500、400、300、200、100、50、 20mV/S扫描速度，起始电位0.2V，在-0.25～1.25V之间循 环伏安扫描. (4)同样体系在CHI660A上扫一个完整的CV,利用该 软件的积分功能, 得到氢吸脱附区的电量, 并估算Pt电的 技
术研究金属电结晶
1
实验原理
1.循环伏安技术 CV电化学反应中物种反应的量可以依据 Faraday定
律估算,Q0t i dtmn.F若电化学过程是只涉及一层物种的
反应, 通过实验得到的吸附电量可以推算实验中所用的 电极的真实面积 . 若电化学过程是不只涉及一层物种的 反应,如Ag在Pt 上的沉积,通过积分沉积Ag的溶出电量以 及Ag的晶格参数可以估算电极上沉积的银的层数.
3
实验目的
掌握铂电极的清洁处理。 初步掌握电化学循环伏安技术。 初步掌握用电化学阶跃技术研究金属电结晶。
2
实验原理
3.电位阶跃技术-时间库仑法
将采到的电流信号对时间积分,可以获得时间库仑 曲线.对扩散过程,可以对Cottrell方程积分, 获得反应物 从溶液中以扩散方式补充的电量，即：
Qd
2nFACD
8
实验步骤
2.电位阶跃的暂态实验 (1)应用循环伏安技术做新鲜Pt电极在0.0m 1 o/LlAgNO3 + 0.1mo/Ll KNO3溶液中的CV图.电位范围0.8～0V, [设置 参数为InitE(初始电位)0.8V, High E(最高位)0.80V, Low E(最低电位)0.0V], 扫描速度10m0V/s,Sensitivity 2e-3,扫 两个循环(4个Segments), 注意两次循环中银沉积的初始 电位的差异.读取 Ag阳极溶出峰的电量,估算Ag的沉积的 层数.最后再以5mV/s 速度扫2个Segments(Sensitivity可 以选择1e-3).
(3)实验结束，将Pt电极置于王水中浸泡40s.
1
实验数据记录与处理
1.利用Pt电极在硫酸中的CV实验所得的电量估算 Pt电极的真实面积.
2.读取氢脱附峰的电流值，实验1 (3)以I 对1/2作图,
判断反应的可逆性. 3.利用实验2(1)结果估算Ag的沉积层数.
4.实验2(2), 以读取 I 的数值对E作图.该曲线有何特
点,读取平衡电位. 5.取实验2(2)中0.20V时的I-t曲线,作I d t 图,积分
得到电量,作 Q t1/2 图，通过斜率估算D值.
11
9
实验步骤
(2)用计时电流技术做暂态实验.起始电位置于0.8V, 电 位按顺序阶跃到0.45V、0.425V、0.40V、0.38V﹑0.36V、 0.34V、0.32V、0.30V、0.25V、0.20V、0.15V、0.10V等12个 电位,再阶跃回0.8V阳极溶出,共12次实验.读取每个电位 下4s时的电流值.实验条件设置:Initial E(初始电位)0.8V, High E(最高电位) 0.8V, Low E(最低电位) 0.0V, Number of Steps (步骤次数) 2, Pulse width (阶跃幅度) 5s, Sample interval(采样间隔)0.0001s,Quiet time(静置时间)30s, Sensitivity (灵敏度)5e-3.
t
(4-2)
但当电极上还存在其他反应(如吸附)以及考虑双电层充
电的电量贡献，总电量为：
Q(t)QdlnFoA2nFADCt
(4-3)
4
实验原理
2.电位阶跃技术-计时电流法
对于简单的电极反应其时间电流曲线与反应的可逆
性和阶跃的电位值有关．在阶跃电位足够大的情况下，
电极表面反应物的浓度可能达到零，时间电流曲线与反
应的可逆性和阶跃的电位值无关，仅与反应物的扩散过
程有关(Cottrell方程)，
id
nFAC
t
D
(4-1)
为了避免非Faraday双层充电电流影响，在数据处理时
应遵循后期取样原则.
5
实验原理
若以 Q(t)对 t 1 / 2作图，可以得到一条直线。如果反 应物不吸附在电极表面(对应于 nFAo 项),该直线几乎 通过原点,因为很小(一般为20F/cm2). 而通过该直线的 斜率可以估算反应过程的扩散系数.
实验仪器和试剂
仪器：CHI660A电化学工作站，铂片工作电极，饱 和甘汞电极，Pt黑对电极，两室电解池。
试剂：0.5mo/Ll H2SO4，0.0m 1 o/Ll Ag3N0O .1mo /LlKNO3 王水。
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实验步骤
1.循环伏安实验 (1)Pt电极在王水中浸泡40s左右, 然后用蒸馏水淋洗. (2)在 0.5mo/Ll H2SO4 溶液中在-0.28～1.40V ( s.SCE) 循环伏安扫描,扫描速度 50m0V/s. (3)相同溶液.选取 500、400、300、200、100、50、 20mV/S扫描速度，起始电位0.2V，在-0.25～1.25V之间循 环伏安扫描. (4)同样体系在CHI660A上扫一个完整的CV,利用该 软件的积分功能, 得到氢吸脱附区的电量, 并估算Pt电的 技
术研究金属电结晶
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实验原理
1.循环伏安技术 CV电化学反应中物种反应的量可以依据 Faraday定
律估算,Q0t i dtmn.F若电化学过程是只涉及一层物种的
反应, 通过实验得到的吸附电量可以推算实验中所用的 电极的真实面积 . 若电化学过程是不只涉及一层物种的 反应,如Ag在Pt 上的沉积,通过积分沉积Ag的溶出电量以 及Ag的晶格参数可以估算电极上沉积的银的层数.
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实验目的
掌握铂电极的清洁处理。 初步掌握电化学循环伏安技术。 初步掌握用电化学阶跃技术研究金属电结晶。
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实验原理
3.电位阶跃技术-时间库仑法
将采到的电流信号对时间积分,可以获得时间库仑 曲线.对扩散过程,可以对Cottrell方程积分, 获得反应物 从溶液中以扩散方式补充的电量，即：
Qd
2nFACD
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实验步骤
2.电位阶跃的暂态实验 (1)应用循环伏安技术做新鲜Pt电极在0.0m 1 o/LlAgNO3 + 0.1mo/Ll KNO3溶液中的CV图.电位范围0.8～0V, [设置 参数为InitE(初始电位)0.8V, High E(最高位)0.80V, Low E(最低电位)0.0V], 扫描速度10m0V/s,Sensitivity 2e-3,扫 两个循环(4个Segments), 注意两次循环中银沉积的初始 电位的差异.读取 Ag阳极溶出峰的电量,估算Ag的沉积的 层数.最后再以5mV/s 速度扫2个Segments(Sensitivity可 以选择1e-3).
(3)实验结束，将Pt电极置于王水中浸泡40s.
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实验数据记录与处理
1.利用Pt电极在硫酸中的CV实验所得的电量估算 Pt电极的真实面积.
2.读取氢脱附峰的电流值，实验1 (3)以I 对1/2作图,
判断反应的可逆性. 3.利用实验2(1)结果估算Ag的沉积层数.
4.实验2(2), 以读取 I 的数值对E作图.该曲线有何特
点,读取平衡电位. 5.取实验2(2)中0.20V时的I-t曲线,作I d t 图,积分
得到电量,作 Q t1/2 图，通过斜率估算D值.
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实验步骤
(2)用计时电流技术做暂态实验.起始电位置于0.8V, 电 位按顺序阶跃到0.45V、0.425V、0.40V、0.38V﹑0.36V、 0.34V、0.32V、0.30V、0.25V、0.20V、0.15V、0.10V等12个 电位,再阶跃回0.8V阳极溶出,共12次实验.读取每个电位 下4s时的电流值.实验条件设置:Initial E(初始电位)0.8V, High E(最高电位) 0.8V, Low E(最低电位) 0.0V, Number of Steps (步骤次数) 2, Pulse width (阶跃幅度) 5s, Sample interval(采样间隔)0.0001s,Quiet time(静置时间)30s, Sensitivity (灵敏度)5e-3.
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(4-2)
但当电极上还存在其他反应(如吸附)以及考虑双电层充
电的电量贡献，总电量为：
Q(t)QdlnFoA2nFADCt
(4-3)
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实验原理
2.电位阶跃技术-计时电流法
对于简单的电极反应其时间电流曲线与反应的可逆
性和阶跃的电位值有关．在阶跃电位足够大的情况下，
电极表面反应物的浓度可能达到零，时间电流曲线与反
应的可逆性和阶跃的电位值无关，仅与反应物的扩散过
程有关(Cottrell方程)，
id
nFAC
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(4-1)
为了避免非Faraday双层充电电流影响，在数据处理时
应遵循后期取样原则.
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实验原理
若以 Q(t)对 t 1 / 2作图，可以得到一条直线。如果反 应物不吸附在电极表面(对应于 nFAo 项),该直线几乎 通过原点,因为很小(一般为20F/cm2). 而通过该直线的 斜率可以估算反应过程的扩散系数.