电化学研究方法 笔记

常规脉冲伏安(NPV)
• 方法简介：此方法也是一种脉冲方法，起源于极谱，可以一定程 度上避免充电电流的影响。该方法施加到电极体系的电位如下， 电位从起始电位开始，每隔一段时间叠加一个脉冲，该脉冲的幅 度依次增加，当脉冲电位达到终止电位的时候停止实验。同时， 在每一个脉冲末尾的固定宽度范围内采集电流并对该范围内的电 流取平均。以脉冲电位为横坐标，脉冲末端的电流为纵坐标作图 即得常规脉冲伏安图。
恒电位IT曲线（IT）
• 方法简介：恒电位 IT 曲线施加一个恒定的电位到研究体 系，并在设定的时间范围内，按照设定的采样间隔采样。 在采样前，有一个可选的平衡阶段，在平衡阶段电极处于 接通状态，电位因此也施加在电极上，但此时并不采样， 此段时间不计入总运行时间。施加到电极体系的电位波形 如下图所示。
• E vs. T Plot ——电位 - 时间关系曲线 • P vs. T Plot ——功率 - 时间关系曲线 • dE/dt vs. T Plot —电位变化率 - 时间关系曲线
计时安培(CA)
• 方法简介：此方法施加一 个，两个，或者多个阶跃 电位到电极体系，采集其 电流响应对时间作图。施 加的电位从起始电位开始， 先平衡一段设定的时间， 然后阶跃到上限电位或者 下限电位（阶跃方向由 “起始方向”确定），持 续一个设定的时间后再跳 跃到下限或者上限电位， 如此反复直到运行完设定 的阶跃步骤后停止。
多步电位阶跃(MPS)
• 方法简介：该方法是对计时安培的一个补充和扩 展，除具有计时安培的所有功能外，还支持无限 的电位阶跃步骤，支持无限的阶跃时长，支持循 环阶跃。其电位波形如下图所示。
恒电流PT曲线(PT)
• 方法简介：该方法类似于恒电位 IT 曲线，只是其设置的是电 流值，采集的是电位值。另外一个区别是恒电流模式不再有平 衡阶段，电极接通后直接开始测试。恒电流方法相比恒电位方 法多了一个参数——上限电位和下限电位。这样的一个设置是 用来保护电极的，当电极电位超过了这个范围的时候，电极会 自动断开，实验终止。
恒电位 IT曲线(IT)
• • • • I vs. T Plot ————电流 - 时间关系曲线 Q vs. T Plot ————电量 - 时间关系曲线 P vs. T Plot ————功率 - 时间关系曲线 dI/dt vs. T Plot———电流变化率 - 时间关系曲线
线性扫描伏安(LSV)
阶梯波伏安(SCV)
• 方法简介：该方法施加到电极的电位如下图，所施加的电位从起 始电位开始，在经历过一段平衡时间后每隔一段固定的时间朝终 止电位方向步进一个固定的值，直到达到终止电位后再反向扫描 到起始电位（可选）。在电位步进的同时，对每一个电位步进末 尾一定宽度范围内连续采集电流响应，并以此段范围内电流的平 均值作以直流电位为函数的图，即可得到阶梯波伏安图。此方法 起源于极谱，可以在一定程度避免电极表面充电电流带来的影响。
多步电流阶跃(MCS)
• 方法简介：该方法是多步电位阶跃所对应的恒电流方法， 其差别在于该方法施加到电极的是一个电流阶跃而非电位 阶跃，检测的是电极的电位而非流过电极的电流。施加到 电极的激发信号如下图所示，相关参数设定可以参见多步 电位阶跃以及恒电流PT曲线等恒电流方法。
溶出伏安方法（LS/SW/DPSV）
计时库仑(CC)
• 方法简介：此方法与计时 安培非常类似，施加到电 极体系的是一个周期性的 脉冲电位（如下图），其 主要差异在于计时库仑法 将采集到的电流作积分以 获取电量值来作为纵坐标。 该方法主要的参数有起始 电位，脉冲电位，脉冲宽 度和脉冲段数，其意义与 计时安培完全相同，请参 阅 计时安培（CA）。
• 方法简介：交流阻抗是一种高级的电化学测试方法，他通过施加一个小振幅 的交流激发信号到研究体系，采集其响应电流，然后对交流电位和交流电流 通过一定的算法计算出研究体系的阻抗（包括实部、虚部、相位等信息）。 一般交流阻抗测试是要需要在不同激发频率下获取这些信息的，交流频率的 范围要视研究体系而定。一般的，施加到电极体系的激发信号如下图所示： 在一个直流电位上叠加一个小振幅的交流信号，激发频率从上限频率开始逐 步减小到下限频率，扫完整个频率范围后通过一定算法就能得到阻抗谱。
计时电位(CP)
• 方法简介：该方法在电极上施加一个如下图所示 的阴极、阳极交替的电流激励，记录电极电位随 激励变化的情况，该方法最典型的应用时电池充 放电。
电流扫描(CPCS)
• 方法简介：该方法类似于线性扫描伏安，只不过 该方法施加到电极的是一个电流扫描而非电位扫 描, 检测的是电极的电位而非流过电极的电流。
方波伏安(SWV)
• 方法简介：该方法是一种非常灵敏的方法，他既具有 DPV 的高 灵敏度，又有很快的测定速度。该方法起源于极谱，可广泛应用 于定量分析和机理研究。施加到电极体系的电位波形如下图所示， 其中心电位从起始电位开始，在经历过一个平衡时间后逐步增加 到终止电位停止，其间一个方波电位叠加在中心电位上，每经历 过一个方波周期后，中心电位步进一个固定值。在每一个方波的 正向脉冲和反向脉冲的末尾采集电流，并对这两个电流取差值作 以中心电位为横坐标，以正反向电流差为纵坐标的图即得方波伏 安图。
差分常规脉冲伏安(DNPV)
• 方法简介：此方法是常规脉冲伏安法和差分脉冲伏安法的组合， 起源于极谱。该方法施加到电极体系的电位如下，中心电位从起 始电位开始，每隔一段时间电位步进一个值，持续一段时间后， 再叠加一个脉冲，在此脉冲结束后电位回到起始电位，如此反复 直到中心电位达到终止电位为止。同时，在每一个脉冲的起点和 终点前一定宽度范围内采样取平均，并对采集到的电流作差。以 中心电位为横坐标，电流差值为纵坐标作图即得差分常规脉冲伏 安图。
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开路电位(OCP)
• 开路电位就是工作电极的电流回路断开时的电位， 即没有电流从电极上流过的时候工作电极相对于 参比电极的电位。在测定的开路电位的时候，仪 器内部将对电极连线断开。 • 该测试方法只需要设定一个测定时长和采样间隔 即可。
开路电位(OCP)
• E vs. T Plot———— 电位 - 时间关系曲线 • dE/dt vs. T Plot ——电位变化率 - 时间关系曲线
方波溶出伏安(SWSV)
• • • • • I vs. E Plot ——差分电流 - 电位关系曲线 If vs. E Plot ——正向电流 - 电位关系曲线 Ir vs. E Plot ——反向电流 - 电位关系曲线 If, Ir vs. E Plot —正向+反向电流 - 电位关系曲线 If, Ir, I vs. E Plot —正向+反向+差分电流 - 电位关 系曲线
阶梯波伏安(SCV)
• I vs. E Plot ———— 电流 - 电位关系曲线 • I vs. T Plot ———— 电流 - 时间关系曲线 • log(I) vs. E Plot ———— 电流对数 - 电位关系曲 线 • E vs. log(I) Plot ———— 电位 - 电流对数关系曲 线 • P vs. E Plot ———— 功率 - 电位关系曲线 • P vs. I Plot ———— 功率 - 电流关系曲线
电化学研究方法笔记
Composed by Chemyq
电化学研究方法
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 开路电位测试(OCP) 恒电位IT曲线（IT） 线性扫描伏安(LSV) 循环伏安(CV) 塔费尔曲线(TA) 计时安培(CA) 计时库仑(CC) 阶梯波伏安(SCV) 方波伏安(SWV) 常规脉冲伏安(NPV) 差分脉冲伏安(DPV) 差分常规脉冲伏安(DNPV) 多步电位阶跃(MPS) 恒电流PT曲线(PT) 计时电位(CP) 电流扫描(CPCS) 多步电流阶跃(MCS) 溶出伏安方法（LS/SW/DPSV） 电位溶出分析(PSA) 交流阻抗(IMP) 阻抗-时间(IMP-T) 阻抗-电位(IMP-P) 交流伏安(ACV/2HACV)
• 方法简介：溶出伏安分析方法是一种非常灵敏的定量分析方法， 其测定过程分两步，即富集和溶出。请参阅 电极预处理 深入 了解一个完整的测试过程。本软件涉及到的溶出分析方法有三 种：线性扫描溶出伏安(LSSV)，差分脉冲溶出伏安(DPSV)，方 波溶出伏安(SWSV)。这三种方法是线性扫描伏安(LSV) 差分脉 冲伏安(DPV) 方波伏安(SWV) ， ， 对应的溶出分析方法。溶出 方法与他们唯一不同的地方在于这几个方法在测定之前多了一 个富集过程，富集过程只需要设定一个富集电位和富集时间即 可。在富集阶段溶液中的待测物质被氧化或者还原而富集到电 极表面。其他参数的设置可以参见他们所对应的非溶出模式的 方法。
循环伏安法(CV)
• • • • • • • • • • I vs. E Plot ————电流 - 电位关系曲线 I vs. T Plot ————电流 - 时间关系曲线 log(I) vs. E Plot ——电流对数 - 电位关系曲线 E vs. log(I) Plot ——电位 - 电流对数关系曲线 Q vs. E Plot ————电量 - 电位关系曲线 Q vs. I Plot ————电量 - 电流关系曲线 Q vs. T Plot ————电量 - 时间关系曲线 P vs. E Plot ————功率 - 电位关系曲线 P vs. I Plot ————功率 - 电流关系曲线 P vs. T Plot ————功率 - 时间关系曲线
阻抗-时间(IMP-T)
• 方法简介：该方法也属于交流阻抗测定的范畴，但与上面的 交流阻抗测定所不同的是，该方法在整个测量时间范围内采 用单一频率的激发信号（如下图）。其目的是为了获取阻抗 随时间的变化关系。相关参数设置可以参考交流阻抗部分。
• 方法简介：该方法施加到研究体系的是如下图所示的一个 随时间变化的电位，电位从起始电位开始平衡一段时间后， 按照设定的扫描速率开始扫描，扫描到终止电位停止。采 集到的电流以电位为横坐标电流为纵坐标作图，即得到线 性扫描伏安图。
循环伏安(CV)
• 方法简介：该方法施加一个如下图所示的电位到研究体系， 电位波形从起始电位开始经过一段可选的平衡时间后开始 按照设定的扫描速率扫描， 起始扫描的方向由实验参数中 “起始扫描方向”确定，当扫描到设定的上限或者下限电 位的时候，再反向扫描，如此反复，直到扫描完设定的段 数后实验停止。
常规脉冲伏安(NPV)
• I vs. E Plot ———— 电流 - 电位关系曲线 • I vs. T Plot ———— 电流 - 时间关系曲线
差分脉冲伏安(DPV)
• 方法简介：该方法是一种非常灵敏的分析方法，广泛应用于定 量测定，该方法也起源于极谱，通过适当的参数设定可以很好 地避免充电电流的影响。该方法施加到电极体系的电位如下， 中心电位从起始电位开始，每隔一段时间叠加一个脉冲，在此 脉冲结束后中心电位步进一个固定值，直到中心电位达到终止 电位为止。同时，在每一个脉冲的起点和终点前一定宽度范围 内采样，并对采集到的电流作差。以中心电位为横坐标，电流 差值为纵坐标作图即得差分脉冲伏安图。
塔费尔曲线(TA)
• 方法简介：该方法相当于线性扫描伏安或者循环 伏安，其参数意义相同，只是采集到的电流一般 用其绝对值的对数形式表示。
塔费尔曲线(TA)
• log(I) vs. E Plot —电流对数 - 电位关系曲线 • E vs. log(I) Plot —电位 - 电流对数关系曲线
恒电流 PT 曲线 (PT）
电位溶出分析(PSA)
• 方法简介：该方法也是溶出分析方法的一种，跟上面提到 的溶出伏安法所不同的是该方法采用电流溶出而非采用电 位溶出，同时在溶出的过程中检测的是工作电极电位值而 非电流。其激发信号的波形见下图，先施加一个电位使待 分析物富集，然后给一个电流激发使待分析物质溶出。
交流阻抗(IMP)