循环伏安法与线性扫描

循环伏安法

循环伏安法(CV)是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。

图1 循环伏安法的典型激发信号

当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流，以电流对电位作图，称为循环伏安图(如图2所示)。

图2 典型的循环伏安图 从循环伏安图中可得到几个重要的参数：阳极峰电流(i pa )、阳极峰(E pa )、阴极峰电流( i pc )、阴极峰电位(E pc )。

对可逆氧化还原电对的式量电位E θ’与E pc 和E pa 的关系为：

E θ’ = 2pc

pa E E (1)

而两峰之间的电位差值为：

ΔE p = E pa - E pc ≈ n

0592.0 (2) 对铁氰化钾电对，其反应为单电子过程，ΔE p 是多少？从实验求出来与理论值比较。对可逆体系的正向峰电流，由Randles –Savcik 方程可表示为：

i p = 2.69×105n 3/2AD 1/2υ1/2c (3)

扫描电压(V)

时间/s

式中：i p为峰电流(A)，n为电子转移数，A为电极面积(cm2)，D为扩散系数(cm2/s)，υ为扫描速度(V/s)，c为浓度(mol/L)。

根据上式，i p与υ1/2和c都是直线关系，对研究电极反应过程具有重要意义。在可逆电极反应过程中：

i pa / i pc≈ 1 (4)

对一个简单的电极反应过程，式(2)和式(4)是判别电极反应是否可逆体系的重要依据。