CV循環(huán)伏安法淺析

CV循環(huán)伏安法是一種基礎(chǔ)也是實用的電化學(xué)測試方法,，可用于電極反應(yīng)的性質(zhì),、機理和電極過程動力學(xué)參數(shù)的研究,。對于一個新的電化學(xué)體系,，*選擇的研究方法往往是循環(huán)伏安法。由于受影響因素較多,，該法一般用于定性分析，很少用于定量分析,。以下就CV循環(huán)伏安法常見的幾個問題進行淺析,。

1、極化曲線和伏安曲線的區(qū)別,？

線性伏安技術(shù)即設(shè)定電位隨時間線性變化,，從而測量電流隨電壓變化的過程。一般把線性伏安技術(shù)分為兩類：當(dāng)掃速足夠慢時,，電極表面基本處于穩(wěn)態(tài),，這時我們把電流隨電壓的響應(yīng)稱為穩(wěn)態(tài)極化曲線，簡稱極化曲線,，此時的電流為法拉第電流,；當(dāng)掃速較快時，電極表面處于暫態(tài),，我們將其稱為伏安曲線,，此時的電流包括法拉第和非法拉第電流。這兩者的響應(yīng)是不同的（如下圖所示），在電化學(xué)測試過程中有著不同的應(yīng)用,。

2,、循環(huán)伏安圖如何解析？

如果把伏安曲線的輸入信號改為循環(huán)三角波,，那么其響應(yīng)就稱為循環(huán)伏安曲線（如下圖所示）,。

CV得到的電流電壓曲線包括兩個分支，如果前半部分電位向陰極方向掃描時,，電活性物質(zhì)在電極上還原,，產(chǎn)生還原峰；那么后半部分電位向陽極掃描時,，還原產(chǎn)物又會重新在電極上氧化,，產(chǎn)生氧化峰。因此在一次三角波掃描后,，電極完成一個還原和氧化過程的循環(huán),，也因此掃描電勢范圍須使電極上能交替發(fā)生不同的還原和氧化反應(yīng)，故該法稱為循環(huán)伏安法（cyclic voltammetry）,。采用循環(huán)伏安方法,，一方面能較快地觀測較寬電勢范圍內(nèi)發(fā)生的電極過程，為電極過程提供豐富的信息,；另一方面又能通過對掃描曲線形狀的分析,，估算電極反應(yīng)參數(shù)。這一方法已成為涉及電化學(xué)反應(yīng)廣泛采用的常規(guī)實驗室手段,。

3. 循環(huán)伏安圖為什么會有峰,？

（1）雙電層不影響出峰：一般情況下循環(huán)伏安測得的電流響應(yīng)應(yīng)為法拉第電流和非法拉第電流之和。由于電位持續(xù)改變,，因此總有電流對雙電層充電,，非法拉第電流總是存在。在沒有電化學(xué)反應(yīng)的電位區(qū)間,，測得的電流即為用于電極雙電層充電的非法拉第電流,；當(dāng)電位變化，電極開始發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時,，由于加入了法拉第電流,，通過電極的電流明顯增大。

（2）若電極反應(yīng)為O+ze=R

假定初始溶液中只含有O而不含有R,，且掃描的起始電勢比O/R體系的標(biāo)準(zhǔn)平衡電勢更正,，則開始掃描一段時間內(nèi)電極上只有不大的充電電流通過。當(dāng)電極電勢接近φ_平時,，O開始在電極上還原,，并隨著電勢變負(fù)出現(xiàn)越來越大的陰極電流；而當(dāng)陰極電勢顯著超越φ_平后，又因表面層中反應(yīng)物質(zhì)的消耗使電流下降,；因而得到具有峰值的曲線,。當(dāng)掃描電勢達(dá)到三角波的頂點后，又改為反向掃描,。隨著電極電勢的逐漸變正,，首先是O的還原電流進一步下降，然后電極附近生成的R又重新在電極上氧化,，引起越來越大的陽極電流,，隨后又由于R的消耗而引起陽極電流的衰減和出現(xiàn)陽極電流的峰值。

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