一、循環(huán)伏安法

 

　　循環(huán)伏安法的原理是將一個(gè)線性變化的掃描電壓施加于工作電極，當(dāng)電壓達(dá)到設(shè)定終點(diǎn)后反向掃描至起始電位，記錄電流隨電位的變化曲線。正向掃描時(shí)，電活性物質(zhì)在電極表面發(fā)生還原或氧化反應(yīng)，產(chǎn)生法拉第電流；反向掃描時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物又重新被氧化或還原。通過分析峰電流、峰電位及其差值，可判斷反應(yīng)的可逆性、擴(kuò)散控制或吸附控制特性，并估算擴(kuò)散系數(shù)等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

 

　　參數(shù)設(shè)置方面，需確定起始電位、頂點(diǎn)電位和終止電位，確保完整覆蓋目標(biāo)反應(yīng)的電位窗口。掃描速率是核心參數(shù)，常從低到高依次測試，如10、50、100mV/s。靈敏度需根據(jù)電流響應(yīng)大小調(diào)整，避免信號(hào)飽和或過于微弱。靜置時(shí)間用于穩(wěn)定開路電位，通常設(shè)為2-10秒。

 

　　二、電化學(xué)阻抗譜

 

　　電化學(xué)阻抗譜原理是在開路電位或某一恒定電位下，施加一個(gè)小幅正弦交流電壓（通常5-10mV），測量響應(yīng)電流信號(hào)，計(jì)算不同頻率下的阻抗模值和相位角。系統(tǒng)視為等效電路，阻抗包含電阻、電容和電感等元件組合。高頻區(qū)反映溶液電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻，中頻區(qū)體現(xiàn)雙電層電容和擴(kuò)散過程，低頻區(qū)常出現(xiàn)與擴(kuò)散相關(guān)的Warburg阻抗。通過擬合等效電路，可定量解析界面結(jié)構(gòu)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

 

　　參數(shù)設(shè)置首先需確定施加的直流電位，常選開路電位或特定極化電位。交流振幅一般為5-10mV，處于線性響應(yīng)范圍內(nèi)。頻率范圍典型為100kHz至0.01Hz，根據(jù)體系響應(yīng)可擴(kuò)展至更低頻率。每十倍頻程采集點(diǎn)數(shù)常設(shè)為6-10個(gè)，保證曲線平滑。測量前需確認(rèn)體系達(dá)到穩(wěn)態(tài)，否則阻抗譜可能出現(xiàn)失真。

 

　　三、線性掃描伏安法

 

　　線性掃描伏安法原理與CV的單次正向掃描相同，以恒定速率改變電極電位，連續(xù)記錄電流隨電位的變化。當(dāng)電位達(dá)到反應(yīng)物的還原或氧化電位時(shí)，電流急劇上升至峰值后下降，形成峰形曲線。該法常用于分析電化學(xué)反應(yīng)的起始電位、極限擴(kuò)散電流，以及評(píng)估催化活性和腐蝕行為。與CV相比，LSV不包含反向掃描，更適合研究不可逆反應(yīng)和定量分析濃度。

 

　　參數(shù)設(shè)置重點(diǎn)是掃描電位范圍，需從無反應(yīng)發(fā)生的電位掃描至目標(biāo)反應(yīng)全進(jìn)行的電位。掃描速率影響峰電流和峰電位，慢速掃描更接近穩(wěn)態(tài)條件，快速掃描增強(qiáng)電流信號(hào)但可能偏離可逆行為。采樣間隔需足夠小以捕捉快速電流變化。掃描方向根據(jù)反應(yīng)類型選擇負(fù)向還原或正向氧化。測試前常需通惰性氣體除氧，并旋轉(zhuǎn)或攪拌電極以控制傳質(zhì)條件。