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循环伏安法

2022-06-30 21:00:13 百科资料

循环伏安法是一种常用的电化学研究方法。该法控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。主要用于判断电极表面微观反应过程,电极反应的可逆性、作为无机制备反应“摸条件”等。

  • 中文名 循环伏安法
  • 外文名 Cyclic Voltammetry

基本原理

  如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分电位向阴极方向扫描,电活性物质在电极上还原,产生还原波,那么后半部分电位向阳极方向扫描时,还原产物又会重新在电极上氧化,产生氧化波。因此一次三角波扫描,完成一个还原和氧化过程的循环,故该法称为循环伏安法,其电流-电压曲线称为循环伏安图。如果电活性物质可逆性差,则氧化波与还原波的高度就不同,对称性也较差。循环伏安法中电压扫描速度可从每秒钟数毫伏到1伏。工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。

激励信号 相应信号

应用

  循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。也可用于定量确定反应物浓度,电极表面吸附物的覆盖度,电极活性面积以及电极反应速率常数、交换电流密度,反应的传递系数等动力学参数。

  (1)电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。

  (2)电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学-化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。

用途

  1、判断电极表面微观反应过程

  2、判断电极反应的可逆性

  3、作为无机制备反应"摸条件"的手段

  4、为有机合成"摸条件"

  5、前置化学反应(CE)的循环伏安特征

  6、后置化学反应(EC)的循环伏安特征

  7、催化反应的循环伏安特征

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