《电化学测量技术》配套教学课件.ppt

§7.6 交流阻抗测量技术 7.6.2 选相法 (1) 选相调辉技术： ① 原理 ∵ ∴ 其电压降 ， ，可见电容电压 滞后于电阻压降 的 。 §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.2 选相法 (1) 选相调辉技术： ① 原理 特征相点(选相)： §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.2 选相法 (1) 选相调辉技术： ② 标定单位长度的阻抗 当 时，将已知电阻的RN取代电解池，同样测得hN，则单位长度阻抗为： 。 当 时，将已知电阻的RN取代电解池，同样测得hN′，则单位长度阻抗为： 。 §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.3 载波扫描法测定双电层微分电容曲线 微分电容曲线是 关系曲线，常用的有两种方法来测量：控制电位法和载波扫描法。 微分电容曲线 §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.3 载波扫描法测定双电层微分电容曲线 信号： 线性慢波：是为了改变界面的状态，即界面电位。 快速交流电：载高频交流电是为了实现 的测量。 慢速扫描波载—快速交流电（ ） 慢到什么程度? dt时间内，dφ还未变化时，就完成了Cd的测量。 dt时间内，dφ还未变化时，就完成了Cd的测量。 快速交流快到什么程度? §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.3 载波扫描法测定双电层微分电容曲线 测量前提： 给定信号： 原理：在测定的电位范围内，电极过程是理想极化，慢波扫描只改变界面状态。 ，即ic由两部分构成：线性波和交流波。实际测量时用示波器将低频线性扫描波信号滤掉，只研究高频交流电信号即可。 响应信号： ，恒定ω， §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.3 载波扫描法测定双电层微分电容曲线 优点： ① 快速、连续测量； ② 可用于现场分析。 缺点：受电解池的阻抗影响较大（实验前提是 ，但实际上 ）。 ，只有 时， 。 注意事项：消除电解池电阻（高频率）。 §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.4 椭圆分析法（李沙育图形法） 它是点的测量，一个频率ω下，一个数据。 （给定） Rs压降： Cs压降： ，此时 ，可见椭圆与纵坐标的交点A和B的距离为： §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.4 椭圆分析法（李沙育图形法） 其中： 为电容两端电压最大值； 为总电压极大值 把研究电极的交流电位和它的响应—流过电极的交流电流(已变换为电压信号，X-Y记录仪、示波器对电流信号不响应)，分别输入示波器或函数记录仪的Y和X通道，可以得到如右图所示的图形，称为Lissajous图。 由前面的分析可知：当t=0，π等时 §7.6 交流阻抗测量技术 7.6.5 本章总结 ① 对小幅度正弦交流信号的理解； A. 电解池等效电路不唯一； B. 两等效电路有相同的幅值和相位，则这两等效电路等价。 ② 需要电工知识、电化学知识、数学知识的有机结合。 §7.7 交流阻抗测量实验注意事项 7.7.1 实验准备 (1) 三电极／两电极及电解池的选择，重点是参比电极； 如参比电极阻抗很大（有机物吸附、不溶盐沉积造成堵塞；电极内有气泡，除O2时进入溶液中的N2、Ar等）： (2) 直流对参比电极电位影响小； 如20 kΩ的电阻引起直流电压误差不到1 μV； §7.7 交流阻抗测量实验注意事项 7.7.1 实验准备 (3) 交流对参比电极电位影响大； 典型参比电极输入端电容是5 PF(10-12 F)，一个20 kΩ的参比电极与此相连组成了RC低通滤波器，τ=RC=100 ns，会使正弦波相位移动。 解决方法之一： 用一根与电容串联的Pt丝与参比电极并联，组成双参比电极（如下图所示），电极电势由参比电极决定。 §7.3 电化学极化下的交流阻抗 7.3.3 频谱法和复数平面图解法求解电化学参数 10.3.3.1 频谱法 实特线法：利用实频特性曲线求解电化学参数的方法。 虚特线法：利用虚频特性曲线求解电化学参数的方法。 §7.3 电化学极化下的交流阻抗 7.3.3 频谱法和复数平面图解法求解电化学参数 7.3.3.1 频谱法 (1) 实频特性曲线法 对 式进行变换，可