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电化学测试 测试GO 2021-04-21

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电化学测试电化学测试主要研究内容包括材料的耐腐蚀性评价(金属、涂层、镀层等),电池材料及电池性能的评价,催化剂性能的评价,半导体材料性能的评价等。测试步骤如下图
简单介绍常见的电化学测试项目以及应用一、塔菲尔极化曲线(Tafel plot),也称极化曲线其测试原理是电极电位(ψ)在整个测试过程之中以一定线性关系变化,测量经电极的电流(i)随电极电位(ψ)变化,而产生的相应变化情况,根据测试曲线可以得知电极的电化学性能参数。通常来说,塔菲尔能够分析电极过程的一些动力学参数,通过分析塔菲尔斜率,自腐蚀电流密度,零电流电位,从而分析耐腐蚀性能。二、电化学阻抗(Electrochemical Impedance Spectroscopy; EIS),也称为交流阻抗(A.C. Impedance)。其测试原理是对电解池体系加上正弦电压或电流微扰信号,使研究电极电位或电流按小幅度正弦波规律变化,同时测量交流微扰信号引起的极化电流或电位的变化。通过比较测定的电位或者电流的振幅、相位与微扰信号之间的差异求出电极的交流阻抗,获得与电极过程相关的动力学参数。通过分析可获得溶液电阻、电荷转移电阻、双电层电容等,可用以分析基体表面钝化膜或涂层的电阻和电容、腐蚀坑附近的电荷转移电阻和双电层电容等信息。三、莫特-肖特基曲线(Mott-Schottky),也称阶梯电位电化学阻抗谱(Staircase Potentio Electrochemical Impedance Spectroscopy,SPEIS)主要用于研究电化学中与伏安(I/(E))曲线相对应的电化学反应机理,也可对法拉第过程中非稳态界面的复杂性进行研究分析,常见应用是研究半导体材料。四、旋转圆盘电极(RDE)配合旋转圆盘、圆环电极装置使用。本质上而言,是一种可以旋转的工作电极,配合参比电极和对电极,构成三电极体系,通过电化学工作站(带EIS交流阻抗功能)进行测试,研究不通气体扩散条件下的电极动力学过程。例如,RDE技术是评价催化剂氧气电还原催化性能最重要的手段。五、线性扫描伏安法(linear sweep voltammetry:LSV)测试原理是将线性电位(电位与时间为线性关系)施加于电解池的工作电极和辅助电极之间,其中工作电极是可极化的微电极,如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极;而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积,是不可极化的。常用的电位扫描速率介于0.001~0.1V/s,可单次扫描或多次扫描,根据电流-电位曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系。可作定量分析,更适合于有吸附性物质的测定。六、循环伏安法(Cyclic Voltammetry, CV)是一种电位扫描方法。电位呈周期性循环扫描,得到的曲线(i-E曲线)形状与电位扫描速度有关,当扫描速度很低时即为稳态极化曲线;快速扫描时,在极化曲线的某些电位区间会出现波峰,峰值的出现,表明在此电位区间有电化学反应或表面吸脱附。多用于评价电极材料的电极反应过程。七、同时实验室能够组装测试扣电电池、软包电池的倍率性能、循环性能、充放电等。八、光电流-时间曲线(i-t),是指在光照下的电流值与不光照下的电流值的差值,即I(photo)=I(Light)-I(Dark)。样品可滴涂、旋涂在ITO/FTO导电玻璃上制样测试,光源包括:可见光(大于420nm)和模拟太阳光(AM1.5),其他近红外808nm单色光、520nm单色光等。
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