1、電電化化學(xué)學(xué)工作站的原理工作站的原理與應(yīng)與應(yīng)用用Contents1. 電電化化學(xué)學(xué)工作站的基本工作站的基本概概述述2.電電化化學(xué)測(cè)試學(xué)測(cè)試方法方法3. 電電化化學(xué)學(xué)工作站的原理工作站的原理4. 電電化化學(xué)學(xué)工作站的具體工作站的具體應(yīng)應(yīng)用用1.二電極電化學(xué)池Eappl-0.64V，無(wú)電流Eappl=-0.84V，有電流額外的0.2V包括兩部分：過(guò)電勢(shì)和溶液的電阻導(dǎo)致的電勢(shì)降（iR，歐姆降）歐姆降足夠小(1-2mV)可以采用二電極* 給定的電勢(shì)只有一部分作用到電極上2.三電極電化學(xué)池l 工作電極（WE）l 參比電極（RE）l 對(duì)或輔助電極(counter or auxiliary electrod

2、e， CE)Luggin capillaryv加入的電極叫做參比電極，它的作用是為了測(cè)量加入的電極叫做參比電極，它的作用是為了測(cè)量進(jìn)行這些反應(yīng)的電極電位的一個(gè)基準(zhǔn)電極。進(jìn)行這些反應(yīng)的電極電位的一個(gè)基準(zhǔn)電極。v被測(cè)定的電極叫做工作電極，與工作電極相對(duì)的被測(cè)定的電極叫做工作電極，與工作電極相對(duì)的電極叫做輔助電極。電極叫做輔助電極。v在三電極法中為了能夠在測(cè)定研究電極和參比電在三電極法中為了能夠在測(cè)定研究電極和參比電極之間電壓同時(shí)，極之間電壓同時(shí)，又能任意調(diào)節(jié)研究電極的電位又能任意調(diào)節(jié)研究電極的電位，最理想的設(shè)備為具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的恒電位儀。最理想的設(shè)備為具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的恒電位儀。對(duì)（輔助）電極u

3、 作用傳導(dǎo)電流u 要求（1）良好的電子導(dǎo)體 （2）研究電勢(shì)范圍內(nèi)是惰性 （3）面積大于工作電極 （4）形狀與工作電極吻合 （5）放置在與工作電極對(duì)稱的位置 u 常用鍍Pt黑的Pt或Ni等，玻炭、石墨等工作電極l 液體電極 Hg電極l 固體電極 惰性電極（Pt、Au、C）和氧化還原 電極（Cu、Pb、Mg等）電極材料的選擇：背景電流小、電勢(shì)窗口寬、導(dǎo)電性好、 穩(wěn)定性高、重現(xiàn)性好、表面活性及表面 吸附性能等。常用的液體Hg電極有：（1）滴汞電極（dropping mercury electrode ，DME）（2）靜態(tài)滴汞電極（ static mercury drop electrode， SMD

4、E）（3）懸汞電極（hanging mercury drop electrode ，HMDE),金屬電極 Pt、Au、Ag等。 導(dǎo)電性好、背景電流可以忽略、表面改性方便、制備簡(jiǎn)單；但表面不均一，真實(shí)面積不宜控制、易吸附污染物被污染（雜質(zhì)影響敏感）、表面可能腐蝕或鈍化。 固體電極 金屬電極和炭電極判斷分析：判斷分析：是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和解釋。分析和解釋。響應(yīng)信號(hào)：響應(yīng)信號(hào)：是實(shí)驗(yàn)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)結(jié)果擾動(dòng)信號(hào)：擾動(dòng)信號(hào)：是測(cè)量條件是測(cè)量條件的選擇與控的選擇與控制。制。 學(xué)習(xí)電化學(xué)測(cè)量的基本方法如下：三電極與兩回路三電極與兩回路實(shí)測(cè)圖三電極與兩回路三電極與兩回路原理圖研究研究電極電極WE三電三電

5、極極輔助輔助電極電極CE參比參比電極電極RE三電極三電極組成組成由：控制與測(cè)量電位的儀器、WE、RE、鹽橋等組成。 測(cè)量回路（并聯(lián)電路）測(cè)量回路（并聯(lián)電路）由：極化電源、WE、CE、可變電阻以及電流表等組成。 極化回路（串聯(lián)電路）極化回路（串聯(lián)電路）實(shí)現(xiàn)控制或測(cè)量極實(shí)現(xiàn)控制或測(cè)量極化的變化化的變化測(cè)量測(cè)量WE通電時(shí)的變化情況通電時(shí)的變化情況功能功能目的目的調(diào)節(jié)或控制流經(jīng)調(diào)節(jié)或控制流經(jīng)WE的電流的電流實(shí)現(xiàn)極化電流的變化與測(cè)量實(shí)現(xiàn)極化電流的變化與測(cè)量?jī)苫芈穬苫芈?. 可以同時(shí)測(cè)量極化電流和極化電位；可以同時(shí)測(cè)量極化電流和極化電位； 2. 三電極兩回路具有足夠的測(cè)量精度。三電極兩回路具有足夠的測(cè)量精

6、度。 三電極的優(yōu)點(diǎn)三電極的優(yōu)點(diǎn)1.被測(cè)體系被測(cè)體系 研究電極所處的溶液體系研究電極所處的溶液體系。 2.測(cè)量體系測(cè)量體系 參比電極所處的溶液體系。參比電極所處的溶液體系。兩類溶液體系兩類溶液體系1.2.1 電解池容器電解池容器 是裝電解質(zhì)溶液、是裝電解質(zhì)溶液、WE、CE所用，是一種容器，要求穩(wěn)所用，是一種容器，要求穩(wěn)定性好，不溶出雜質(zhì)，不與電極物質(zhì)、電解液發(fā)生反應(yīng)，大定性好，不溶出雜質(zhì)，不與電極物質(zhì)、電解液發(fā)生反應(yīng)，大部分無(wú)機(jī)電解質(zhì)是玻璃的，強(qiáng)堿電解液例外，部分無(wú)機(jī)電解質(zhì)是玻璃的，強(qiáng)堿電解液例外，具體要求如下具體要求如下： 化學(xué)穩(wěn)定性高；化學(xué)穩(wěn)定性高； 體積適中體積適中 太小：研究體系濃度變化

7、；太大：浪費(fèi)太小：研究體系濃度變化；太大：浪費(fèi) 濃度變化：濃度變化： ，可見(jiàn)，可見(jiàn)c與與J0有關(guān)有關(guān)。三電極體系中各組成部分的作用和要求三電極體系中各組成部分的作用和要求0JnFkc 魯金魯金Luggin毛細(xì)管距離毛細(xì)管距離； 太近：電位測(cè)不準(zhǔn)；太遠(yuǎn)：較大的歐姆壓降；太近：電位測(cè)不準(zhǔn)；太遠(yuǎn)：較大的歐姆壓降；距離距離(管直徑管直徑) ，這是半定性半定量關(guān)系；，這是半定性半定量關(guān)系； 魯金：是蘇聯(lián)電化學(xué)創(chuàng)始人魯金：是蘇聯(lián)電化學(xué)創(chuàng)始人“A.H.弗魯姆金弗魯姆金”院士的人名，為了紀(jì)念他院士的人名，為了紀(jì)念他發(fā)明的裝置，他是經(jīng)典電化學(xué)的奠基人。發(fā)明的裝置，他是經(jīng)典電化學(xué)的奠基人。 氣體電極：要注意氣體的

8、入口和出口氣體電極：要注意氣體的入口和出口 例如：燃料電池的氫電極、氧電極。例如：燃料電池的氫電極、氧電極。 三電極體系中各組成部分的作用和要求三電極體系中各組成部分的作用和要求0.1 0.3ldmm 輔助電極的位置、大小及形狀輔助電極的位置、大小及形狀； 位置：與位置：與WE平行放置；平行放置； 大小：大小：SCE5SWE。 三電極體系中各組成部分的作用和要求三電極體系中各組成部分的作用和要求研研界參-=-+IR形狀：例如天津第一電鍍廠，要鍍形狀：例如天津第一電鍍廠，要鍍12 t的軸（直徑的軸（直徑1.2 m，長(zhǎng)，長(zhǎng)：12 m），怎么做呢？），怎么做呢？ 就在地下挖個(gè)大坑，把軸吊在坑里并轉(zhuǎn)動(dòng)

9、，轉(zhuǎn)動(dòng)的目的是減小濃差極就在地下挖個(gè)大坑，把軸吊在坑里并轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的目的是減小濃差極化，四周為輔助電極，如下圖所示：化，四周為輔助電極，如下圖所示： 恒電位測(cè)量中，電解池的內(nèi)阻要小。恒電位測(cè)量中，電解池的內(nèi)阻要小。 三電極體系中各組成部分的作用和要求三電極體系中各組成部分的作用和要求 作用：比較。作用：比較。 本身電位的穩(wěn)定。本身電位的穩(wěn)定。應(yīng)具備的條件應(yīng)具備的條件 可逆電極（濃度不變，電位不變）可逆電極（濃度不變，電位不變）； 這是熱力學(xué)說(shuō)法，符合這是熱力學(xué)說(shuō)法，符合Nernst方程。方程。 參比電極是不極化電極（參比電極是不極化電極（i0）；）；實(shí)際上實(shí)際上i0不可能不可能，所以需要控制流

10、經(jīng)，所以需要控制流經(jīng)RE的電流非常小，即：的電流非常小，即：I測(cè)測(cè)10-7 A/cm2。參比電極參比電極應(yīng)具備的條件應(yīng)具備的條件 良好的穩(wěn)定性良好的穩(wěn)定性(化學(xué)穩(wěn)定性好、溫度系數(shù)小化學(xué)穩(wěn)定性好、溫度系數(shù)小)； 具有良好的恢復(fù)特性；具有良好的恢復(fù)特性； 恒電位測(cè)量中，要求低內(nèi)阻，從而實(shí)現(xiàn)響應(yīng)速恒電位測(cè)量中，要求低內(nèi)阻，從而實(shí)現(xiàn)響應(yīng)速度快。度快。參比電極參比電極常見(jiàn)的參比電極常見(jiàn)的參比電極甘汞電極甘汞電極； Hg|Hg2Cl2|Cl- 由于由于Hg+Hg2+ （亞汞不穩(wěn)定，高溫時(shí)易變成（亞汞不穩(wěn)定，高溫時(shí)易變成Hg2+，受溫度影響大。，受溫度影響大。70，另外，另外，Cl-要飽和，防止要飽和，防止

11、 發(fā)生變化發(fā)生變化)。參比電極參比電極22Hg Cl2e2Hg2ClClaFRTln0Cla常見(jiàn)的參比電極常見(jiàn)的參比電極 汞汞-硫酸亞汞電極硫酸亞汞電極； Hg|Hg2SO4|SO42- 亞汞不穩(wěn)定，高溫時(shí)易變成亞汞不穩(wěn)定，高溫時(shí)易變成Hg2+，受溫度影響大。防止，受溫度影響大。防止Hg2SO4水解，應(yīng)選水解，應(yīng)選高濃度的高濃度的SO42-，40。參比電極參比電極2244Hg SO2e2HgSO24ln20SOaFRT常見(jiàn)的參比電極常見(jiàn)的參比電極 汞汞-氧化汞電極氧化汞電極； Hg|HgO|OH- Hg2+，比較穩(wěn)定，但具有較強(qiáng)的氧化性，應(yīng)防止還原性物質(zhì)對(duì)，比較穩(wěn)定，但具有較強(qiáng)的氧化性，應(yīng)防止

12、還原性物質(zhì)對(duì)Hg2+的影響的影響。參比電極參比電極2HgOH O2eHg2OHOHaFRTln0常見(jiàn)的參比電極常見(jiàn)的參比電極 銀銀-氯化銀電極氯化銀電極； Ag|AgCl|Cl- 絡(luò)合離子絡(luò)合離子Ag2Cl2 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 Ag+Ag2+ (光敏性強(qiáng)光敏性強(qiáng))Cl-、Br-和和I-中，中，Cl-溶解度最大，所以：溶解度最大，所以： （控制（控制Cl-純度）的影響純度）的影響。參比電極參比電極AgCl eAg ClClaFRTln0 ClIAgBrIBrAgCl1.2.2.2 常見(jiàn)的參比電極常見(jiàn)的參比電極 工業(yè)用參比電極：工業(yè)用參比電極：Cd、Pt、Au、C、Li； Cd|Cd(OH)2|OH-

13、 Cd|CdSO4|SO42- 1.2.2.3 參比電極的選擇參比電極的選擇 測(cè)量體系（參）與被測(cè)體系（研）具備相同的陰離子（濃度相近），測(cè)量體系（參）與被測(cè)體系（研）具備相同的陰離子（濃度相近），則不要鹽橋，如沒(méi)有相同的陰離子，則需要鹽橋，常用的是以下三種陰離則不要鹽橋，如沒(méi)有相同的陰離子，則需要鹽橋，常用的是以下三種陰離子電極（酸、鹽、堿）子電極（酸、鹽、堿）SO42-：Hg|Hg2SO4|SO42-Cl-：Hg|Hg2Cl2|Cl- 或或 Ag|AgCl|Cl-OH-：Hg|HgO|OH-參比電極參比電極 測(cè)量與被測(cè)體系組成或濃度不同時(shí)用鹽橋。測(cè)量與被測(cè)體系組成或濃度不同時(shí)用鹽橋。作用作

14、用 消除或減小液接電位；消除或減小液接電位； 消除測(cè)量體系與被測(cè)體系的污染。消除測(cè)量體系與被測(cè)體系的污染。要求（鹽橋制備的注意事項(xiàng)）要求（鹽橋制備的注意事項(xiàng)） 內(nèi)阻小，合理選擇橋內(nèi)電解質(zhì)溶液的濃度；內(nèi)阻小，合理選擇橋內(nèi)電解質(zhì)溶液的濃度； 鹽橋內(nèi)電解液陰陽(yáng)離子當(dāng)量電導(dǎo)盡可能相近，擴(kuò)散系數(shù)相當(dāng)（常用：鹽橋內(nèi)電解液陰陽(yáng)離子當(dāng)量電導(dǎo)盡可能相近，擴(kuò)散系數(shù)相當(dāng)（常用： KCl、NH4NO3），以消除液接電位；），以消除液接電位； 鹽橋內(nèi)溶液不能和測(cè)量、被測(cè)量體系發(fā)生相互作用；鹽橋內(nèi)溶液不能和測(cè)量、被測(cè)量體系發(fā)生相互作用； 固定鹽橋防止液體流動(dòng)固定鹽橋防止液體流動(dòng) 采用采用4%的瓊脂溶液固定。的瓊脂溶液固定

15、。鹽橋鹽橋研究電極研究電極滴滴Hg電極的優(yōu)點(diǎn)電極的優(yōu)點(diǎn) 汞滴表面積可準(zhǔn)確測(cè)量，汞滴表面積可準(zhǔn)確測(cè)量， /cm2，m為滴汞流速為滴汞流速(mg/s)，t為時(shí)間為時(shí)間(s) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性好實(shí)驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性好(汞滴連續(xù)汞滴連續(xù)) 電化學(xué)穩(wěn)定性高電化學(xué)穩(wěn)定性高 (+0.6-1.6 V) 表面均一性高，光滑，光潔，汞滴可重現(xiàn)表面均一性高，光滑，光潔，汞滴可重現(xiàn)2 3 2 30.00852Smt 被測(cè)體系的濃度有一定的限制被測(cè)體系的濃度有一定的限制 ，若，若0.1 M，汞滴不宜滴落；，汞滴不宜滴落； 合適的濃度范圍是：合適的濃度范圍是：0.01C0.1 M 電位區(qū)間小，實(shí)際測(cè)量有限電位區(qū)間小，實(shí)際測(cè)量有限

16、 電位范圍：電位范圍：+0.6-1.6 V Hg電極表面行為與其它電極表面有差距電極表面行為與其它電極表面有差距滴滴Hg電極的缺點(diǎn)電極的缺點(diǎn)1.2.5.1 輔助電極的作用輔助電極的作用象形對(duì)電極，實(shí)現(xiàn)象形對(duì)電極，實(shí)現(xiàn)WE導(dǎo)電并使導(dǎo)電并使WE電力線分布均勻。電力線分布均勻。1.2.5.2 輔助電極的要求輔助電極的要求應(yīng)使輔助電極面積增大；應(yīng)使輔助電極面積增大； 為使參比電極等勢(shì)面，應(yīng)使輔助電極面積增大，以保證滿足研究電極表面電位為使參比電極等勢(shì)面，應(yīng)使輔助電極面積增大，以保證滿足研究電極表面電位分布均勻，如是平板電極：分布均勻，如是平板電極： ；輔助電極形狀應(yīng)與研究電極相同，以實(shí)現(xiàn)均勻電場(chǎng)作用。

17、輔助電極形狀應(yīng)與研究電極相同，以實(shí)現(xiàn)均勻電場(chǎng)作用。輔助電極輔助電極研輔5SS參比電極電位必須穩(wěn)定參比電極電位必須穩(wěn)定 溫度系數(shù)小溫度系數(shù)小 ，例：要測(cè)定例：要測(cè)定i0很小的熱力學(xué)體系的平衡電位，在測(cè)量電路溶很小的熱力學(xué)體系的平衡電位，在測(cè)量電路溶液處理方面各有何要求？為什么？液處理方面各有何要求？為什么？精確測(cè)量的注意事項(xiàng)精確測(cè)量的注意事項(xiàng)0參I7210/IA cm參測(cè)量或控制電位儀器的要求測(cè)量或控制電位儀器的要求 內(nèi)阻足夠大；內(nèi)阻足夠大； 精確測(cè)量的注意事項(xiàng)精確測(cè)量的注意事項(xiàng)ABVI R研測(cè)池參E研參ABVE0I測(cè)若要求：， 則要0I測(cè)一般710IA測(cè) 就滿足測(cè)量精度要求 測(cè)量或控制電位儀器

18、的要求測(cè)量或控制電位儀器的要求 內(nèi)阻足夠大；內(nèi)阻足夠大； 精確測(cè)量的注意事項(xiàng)精確測(cè)量的注意事項(xiàng)一般710IA測(cè) 就滿足測(cè)量精度要求710ABEIARR測(cè)池ABRR池ABEIR測(cè)710ABR若 ，則 考慮R池也有一定的值，故 6710 10ABRABRR池1000ABRR池若 ，則測(cè)量精度如要滿足1 mV，需要v1.電化學(xué)工作站的基本概述電化學(xué)工作站的基本概述 v 電化學(xué)工作站在電池檢測(cè)中占有重要地位，它將恒電電化學(xué)工作站在電池檢測(cè)中占有重要地位，它將恒電位儀、恒電流儀和電化學(xué)交流阻抗分析儀有機(jī)地結(jié)合，位儀、恒電流儀和電化學(xué)交流阻抗分析儀有機(jī)地結(jié)合，既既可以做三種基本功能的常規(guī)實(shí)驗(yàn)，也可以做基于

19、這三種基可以做三種基本功能的常規(guī)實(shí)驗(yàn)，也可以做基于這三種基本功能的程式化實(shí)驗(yàn)。本功能的程式化實(shí)驗(yàn)。在試驗(yàn)中，既能檢測(cè)電池電壓、電在試驗(yàn)中，既能檢測(cè)電池電壓、電流、容量等基本參數(shù)，又能檢測(cè)體現(xiàn)電池反應(yīng)機(jī)理的交流流、容量等基本參數(shù)，又能檢測(cè)體現(xiàn)電池反應(yīng)機(jī)理的交流阻抗參數(shù)，從而完成對(duì)多種狀態(tài)下電池參數(shù)的跟蹤和分析。阻抗參數(shù)，從而完成對(duì)多種狀態(tài)下電池參數(shù)的跟蹤和分析。電化學(xué)工作站的裝置圖電化學(xué)工作站3211為工作電極 2為參比電極 3為對(duì)電極3 2 1電化學(xué)工作站的裝置圖電化學(xué)工作站的裝置圖v1.3 恒電位儀的基本概念恒電位儀的基本概念v 恒電位儀是電化學(xué)測(cè)試中最重要的儀器，其恒電位儀是電化學(xué)測(cè)試中最

20、重要的儀器，其性能的優(yōu)良直接影響電化學(xué)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。性能的優(yōu)良直接影響電化學(xué)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。由它控制電極電位為指定值，以達(dá)到恒電位極化由它控制電極電位為指定值，以達(dá)到恒電位極化的目的。的目的。若給以指令信號(hào)，則可使電極電位自動(dòng)若給以指令信號(hào)，則可使電極電位自動(dòng)跟蹤指令信號(hào)而變化。跟蹤指令信號(hào)而變化。內(nèi)容內(nèi)容v 恒電位儀的原理恒電位儀的原理 1、溶液等效電路與三電極體系、溶液等效電路與三電極體系 2、電子線路基礎(chǔ)、電子線路基礎(chǔ) 3、恒電位儀典型電路與結(jié)構(gòu)、恒電位儀典型電路與結(jié)構(gòu) 4、恒電位儀主要技術(shù)參數(shù)、恒電位儀主要技術(shù)參數(shù)法國(guó)雷氏恒電位儀恒電位儀voltalab50恒電位儀恒電位儀263

21、22632732273EG&G PARCAutolabBAS 100WWE:工作電極/研究電極RE: 參比電極CE: 輔助電極/對(duì)電極WERECE恒電位儀溶液等效電路與三電極體系溶液等效電路與三電極體系一、恒電位儀的原理一、恒電位儀的原理兩電極體系+-E兩電極體系常用于工業(yè)電解、電鍍、電合成以及電池。但在基礎(chǔ)理論研究中并不適用 -XERfCdRl緊密層E？Cd:雙層電容; Rf：法拉第電阻; Rl：溶液電阻界面電位電化學(xué)特性的關(guān)系是電化學(xué)研究中的核心部分電極等效電路E？恒電位儀CEREWEEi=0iRE要求：電極電位非常確定、穩(wěn)定。常用飽和甘汞電極（SCE），Ag/AgCl，可逆氫電極

22、(RHE)，以及某些金屬，如Pt、Ag等三電極體系恒電位儀可以控制恒電位儀可以控制單根電極單根電極的界面電位的界面電位，從而研究它的電化學(xué)特性。，從而研究它的電化學(xué)特性。CE一般只要求化學(xué)/電化學(xué)穩(wěn)定性好，表面積較大，如Pt黑、C等123132現(xiàn)代恒電位儀的結(jié)構(gòu)框圖現(xiàn)代恒電位儀的結(jié)構(gòu)框圖計(jì)算機(jī)單片機(jī)單片機(jī)緩存A/DD/A電流轉(zhuǎn)化恒電位電路恒電位電路通訊協(xié)議USB,串口，GPIB（并口）狀態(tài)控制電解池電子線路基礎(chǔ)電子線路基礎(chǔ)直流電源220V變壓整流濾波對(duì)于恒電位儀，電源電壓10100V，它決定最大槽壓正電源電源、運(yùn)算放大器、電源、運(yùn)算放大器、A/D與與D/A負(fù)電源地，0V電路板中的“地線”是一個(gè)

23、參考點(diǎn)，它與平常從大地引出來(lái)的地線不是一個(gè)概念。但由于電路板的“地線”常與電源插頭的地線、金屬外殼相連，最后通過(guò)三孔插頭與地線相連，使儀器具有較好的安全性和屏蔽性能。運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器(Operational amplifier)運(yùn)算放大器是恒電位儀恒電位電路的核心部件。掌握運(yùn)算放大器的原理、特性及其基本電路，才能了解恒電位儀的原理！+-反相輸入同相輸入輸出正電源負(fù)電源Vin+Vin-VoutVout=A(Vin+- Vin-)A為放大倍數(shù)，一般可達(dá)105以上開(kāi)環(huán)特性Vout(Vin+- Vin-)DV1 放大AEAA/D測(cè)量時(shí)，最后一位數(shù)字會(huì)有偏差(1), 因此測(cè)量誤差為：02nEED A

24、/D位數(shù)(n)越高，誤差越小。恒電位儀A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)一般為20、16、 14、 12位等。對(duì)于A/D位數(shù)較低的恒電位儀，電流測(cè)量過(guò)程常出現(xiàn)臺(tái)階，此時(shí)應(yīng)該提高電流靈敏度（如1mA100mA)。Si=1mASi=100mA簡(jiǎn)易恒電位儀電路示意簡(jiǎn)易恒電位儀電路示意+-電壓信號(hào)輸入CEREWE0V-1.0 V-1.0 V-1.0 V工作電極相對(duì)于參比電極的電壓為工作電極相對(duì)于參比電極的電壓為1V, 即通常所說(shuō)的工作電極的電壓為即通常所說(shuō)的工作電極的電壓為1V實(shí)用恒電位儀典型電路實(shí)用恒電位儀典型電路+-信號(hào)輸入CEREWE-1.0 V0 V1.0 V+-+-RR0VR1RiOP1OP2OP31.0

25、V電流靈敏度電流輸出WE相對(duì)于RE的電壓為-1.0V與輸入信號(hào)相同輔助功能外輸入輔助功能外輸入+-EiCEREWE0 V-(Ei+Eext)+-+-RRR外輸入0VR1RiOP1OP2OP3電流靈敏度電流輸出WE相對(duì)于RE的電壓 Ei + EextEext-(Ei+Eext)輔助功能歐姆降補(bǔ)償輔助功能歐姆降補(bǔ)償CEWERE溶液電阻EEf峰位移動(dòng)，峰寬化EtEfE ELELi*RuELi電流越大，溶液電阻壓降越明顯Ru通常在10以上，當(dāng)電流達(dá)mA級(jí)時(shí)，電位誤差10mV必須考慮歐姆降補(bǔ)償（利用電位階躍測(cè)量溶液電阻）歐姆降補(bǔ)償歐姆降補(bǔ)償+-信號(hào)輸入CEREWE+-+-RRR外輸入0VR1RiOP1O

26、P2OP3歐姆降補(bǔ)償EL與電流成正比相當(dāng)于再外加一個(gè)電壓，抵消溶液電阻壓降。輔助功能濾波輔助功能濾波WE+-ROP2電流輸出正常信號(hào)噪音干擾后的信號(hào)噪音最主要成分是50Hz交流電的干擾！消除方法1.濾波2.屏蔽3.采樣頻率調(diào)整為20ms的整數(shù)倍二階壓控濾波器濾波恒電流恒電流EI+-CEWERIRE+-OP3EOP1+-RFRIWECE反相放大器EIiiiIIEiR與恒電位不同，參比電極對(duì)電流控制與恒電位不同，參比電極對(duì)電流控制無(wú)影響，它只負(fù)責(zé)電位測(cè)量！無(wú)影響，它只負(fù)責(zé)電位測(cè)量！恒電位儀主要技術(shù)參數(shù)恒電位儀主要技術(shù)參數(shù)電壓調(diào)制范圍： 10V槽壓：20V最大(小)電流： 200mA(120fA )

27、 電流靈敏度與分檔：200mA200nA 7擋采樣速率：50 kHz A/D精度:16 bitsD/A精度:16 bits電位上升時(shí)間：1ms溶液電阻補(bǔ)償范圍:20M20計(jì)算機(jī)通訊接口類型:USB其它附屬功能（如交流阻抗，外輸入/輸出接口）、軟件功能、是否支持用戶開(kāi)發(fā)等2263恒電位儀的技術(shù)參數(shù)v2.電化學(xué)測(cè)試簡(jiǎn)述電化學(xué)測(cè)試簡(jiǎn)述v 電化學(xué)測(cè)定方法是將電化學(xué)測(cè)定方法是將化學(xué)物質(zhì)的變化歸結(jié)為化學(xué)物質(zhì)的變化歸結(jié)為電化學(xué)反應(yīng)電化學(xué)反應(yīng)，也就是以體系中的電位、電流或者，也就是以體系中的電位、電流或者電量作為體系中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的量度進(jìn)行測(cè)定的電量作為體系中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的量度進(jìn)行測(cè)定的方法。包括電流方法。包

28、括電流-電位曲線的測(cè)定；電極化學(xué)反應(yīng)電位曲線的測(cè)定；電極化學(xué)反應(yīng)的電位分析，電極化學(xué)反應(yīng)的電量分析；對(duì)被測(cè)的電位分析，電極化學(xué)反應(yīng)的電量分析；對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行微量測(cè)定的極譜分析；交流阻抗測(cè)試等。對(duì)象進(jìn)行微量測(cè)定的極譜分析；交流阻抗測(cè)試等。v常用的電化學(xué)測(cè)試方法技術(shù)為：常用的電化學(xué)測(cè)試方法技術(shù)為：v電流分析法電流分析法(也稱為計(jì)時(shí)安培法也稱為計(jì)時(shí)安培法)、差分脈沖安培、差分脈沖安培法法(DPA)、差分脈沖伏安法、差分脈沖伏安法(DPV)、循環(huán)伏安、循環(huán)伏安法法(CV)、線性掃描伏安法、線性掃描伏安法(LSV)、常規(guī)脈沖伏、常規(guī)脈沖伏安法安法(NPV)、方波伏安法、方波伏安法(SWV)等。等。v電化

29、學(xué)測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)：電化學(xué)測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)：v1簡(jiǎn)單易行。可將一般難以測(cè)定的簡(jiǎn)單易行。可將一般難以測(cè)定的化學(xué)參數(shù)直化學(xué)參數(shù)直接變換成容易測(cè)定的電參數(shù)加以測(cè)定接變換成容易測(cè)定的電參數(shù)加以測(cè)定。v2靈敏度高。因?yàn)殡娀瘜W(xué)反應(yīng)是按法拉第定律靈敏度高。因?yàn)殡娀瘜W(xué)反應(yīng)是按法拉第定律進(jìn)行的，所以，即使是微量的物質(zhì)變化也可以通進(jìn)行的，所以，即使是微量的物質(zhì)變化也可以通過(guò)容易測(cè)定到的電流或電量來(lái)進(jìn)行測(cè)定。過(guò)容易測(cè)定到的電流或電量來(lái)進(jìn)行測(cè)定。v3實(shí)時(shí)性好。利用高精度的特點(diǎn)，可以檢測(cè)出實(shí)時(shí)性好。利用高精度的特點(diǎn)，可以檢測(cè)出微反應(yīng)量，并對(duì)其進(jìn)行定量。微反應(yīng)量，并對(duì)其進(jìn)行定量。v交流阻抗的原理及應(yīng)用交流阻抗的原理及應(yīng)用v交流阻抗方法是用小幅度交流信號(hào)擾動(dòng)電解池，并觀察體系在穩(wěn)態(tài)時(shí)對(duì)擾動(dòng)的跟隨的情況，同時(shí)測(cè)量電極的交流阻抗，進(jìn)而計(jì)算電極的電化學(xué)參數(shù)。從原理上來(lái)說(shuō)，阻抗測(cè)量可應(yīng)用與任何物理材料，任何體系，只要該體系具有雙電極，并在該雙電極上對(duì)交流電壓具有瞬時(shí)的交流電流相應(yīng)特性即可。v 交流阻抗譜交流阻抗譜(EIS)在防腐在防腐技術(shù)方面的應(yīng)用技術(shù)方面的應(yīng)用v 1985年發(fā)現(xiàn)聚苯胺能使不銹鋼的電位維持在穩(wěn)定鈍化區(qū)，使其處于陽(yáng)極保護(hù)狀態(tài)聚苯胺在金屬防腐工程領(lǐng)域的應(yīng)用成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn).v 交流