几种电化学测试方法的使用
南
华
大
学
实
验
报
告
实验项目名称： 几种电化学测试方法的使用 班级 学号 姓名 同组人 实验教师 实验日期 审批
【实验目的】
1。掌握几种基本的电化学测试方法。 2．了解其原理及其应用。 【方法介绍】
（1循环伏安法（CV）2 mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M KCl水溶液（变扫速和电活性物浓度） （2差分脉冲伏安法（DPV：最灵敏电分析方法（2 mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M KCl水溶液） （3方波伏安法（SWV）2 mM K4Fe(CN)6+ 0.2 M KCl水溶液（变扫速和电活性物浓度） （4电化学交流阻抗（EIS：标准模拟电解池（Randles等效电路）、2 mM K4Fe(CN)6 + 0.2 M KCl水溶液 【基本原理】
电极反应为：[FeⅢ(CN)6]3- ＋ e- → [FeⅡ(CN)6]4- [FeⅡ(CN)6]4- － e- → [FeⅢ(CN)6]3-
2x10-3 mol/L K3Fe(CN)6在0.2 mol/L KCl电解质溶液中的循环伏安图 扫描速度: 50 mV/s
1 几种电化学测试方法的使用
循环伏安图中可以得到的几个重要参数是：阳极峰电流（ipa）,阴极峰电流（ipc）,阳极峰电位（Epa）和阴极峰电位（Epc）。测量确定ip的方法是：沿基线作切线外推至峰下，从峰顶作垂线至切线，其间高度即为ip。Ep可直接从横轴与峰顶对应处二读取。 对可逆氧化还原电对的式量电位E?与Epa和Epc的关系可表示为: E? = (Epa - Epc) / 2 （1） 而两峰间的电位差为：
?Ep = Epa – Epc ≈ 0.056 / 2 （2）
对于铁氰化钾电对，其反应为单电子过程，可从实验中测出?Ep并与理论值比较。 对可逆体系的正向峰电流，由Randles-Savcik方程可表示为： ip = 2.69 x 105 n3/2AD1/2v1/2 c （3）
其中：ip为峰电流（A），n为电子转移数，A为电极面积（cm2），D为扩散系数（cm2/s）, v为扫描速度（V/s），c为浓度（mol/L）。
由上式，ip与v1/2和c都是直线关系，对研究电极反应过程具有重要意义。在可逆电极反应过程中，
ipa / ipc ≈ 1 （4）
对一个简单的电极反应过程，式（2）和式（4）是判断电极反应是否可逆体系的重要依据。 【仪器与试剂】
仪器与装置：CHI660C电化学工作站（上海辰华仪器有限公司），玻碳电极（GCE），饱和甘汞电极（参比电极），铂（Pt）对电极。
试剂：AR级K4Fe(CN)
6、KCl，0.5、0.05μmAl2O3 粉末，高质量蒸馏水或去离子水。 实验注意事项：电极接线必须准确，接触良好。 【实验步骤】
1、玻碳电极（GCE）的预处理
实验时，将直径为3mm的玻碳电极先用金相砂纸(1#～7#)逐级抛光，再依次用0.5、0.05μm
2 几种电化学测试方法的使用
的Al2O3浆在麂皮上抛光至镜面，每次抛光后先洗去表面污物，然后依次用1:1乙醇、1:1HNO3和丙酮、去离子水超声清洗。彻底洗涤后，电极要在0.5-1mol/L H2SO4溶液中用循环伏安法活化，扫描范围1.0～－1.0V，反复扫描直至达到稳定的循环伏安图为止。最后在0.20mol/LKCl中记录2×10-3mol/L K3Fe(CN)6溶液的循环伏安曲线，以测试电极性能,扫描速度50 mV/s，扫描范围0.6 ~－0.1V。实验室条件下所得循环伏安图中的峰电位差在80mV以下，并尽可能接近64mV，电极方可使用,否则要重新处理电极，直到符合要求。
2、CV（循环伏安法）、DPV（差分脉冲伏安法）、SWV（方波伏安法）、LSV（线性扫描伏安法）的测定
将配置的系列铁氰化钾溶液逐一转移至电解池中，插入干净的电极系统。打开电化学工作站，进行硬件测试，然后选择实验方法并设置相应的参数进行测量，记录结果。（当测量较高浓度溶液时，可逐步改变扫描速度进行测量）在完成每一个扫描的测定后，需要轻轻搅动几下电解池的试液，使电极附近溶液恢复至初始条件。 【结果处理】
(1) 循环伏安法活化 (2) 实验室条件下所得循环伏安图中的峰电位差在80mV以下
432Current/1e10-5A10-1-2-3-4-0.4-0.20.00.20.40.60.81.0Potential/V
3 几种电化学测试方法的使用
(3)铁氰化钾溶液的CV的测定 (4)铁氰化钾溶液的DPV的测定
432A5-011e1/t0neruu-1C-2-3-4-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0Potential/V(5)铁氰化钾溶液的SWV的测定 108A5-061e1/tne4rruC20-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0Potential/V
【问题讨论】
1.实验前电极表面为什么要处理干净。 2.扫描过程中保持溶液静止的原因。
3.02.52.0A5-011.5e1/tnerr1.0uC0.50.0-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0Potential/V
6）铁氰化钾溶液的LSV的测定
3.02.52.0A5-01.51e1/tn1.0erruC0.50.0-0.5-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0Potential/V
（
