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《線(xiàn)性電位掃描法測(cè)量交換電流密度》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、實(shí)驗(yàn)9：線(xiàn)性電位掃描法測(cè)量交換電流密度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理解交換電流密度的意義；2.掌握線(xiàn)性電位掃描法測(cè)量交換電流密度。二、實(shí)驗(yàn)原理設(shè)電極反應(yīng)為：當(dāng)電極電位等于平衡電位時(shí)，電極上沒(méi)有凈反應(yīng)發(fā)生，即沒(méi)有宏觀(guān)的物質(zhì)變化和外電流通過(guò)，但是在微觀(guān)上仍有物質(zhì)交換。也就是說(shuō)，電極上的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)處于動(dòng)態(tài)平衡，即：因?yàn)槠胶怆娢幌碌倪€原反應(yīng)速度與氧化反應(yīng)速度相等，在電化學(xué)上用一個(gè)統(tǒng)一的符號(hào)io來(lái)表示這兩個(gè)反應(yīng)速度。這里io就叫作交換電流密度或簡(jiǎn)稱(chēng)交換電流。它表示平衡電位下氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的絕對(duì)速度。也就是說(shuō)，io就是在平衡條件下，氧化態(tài)粒子和還原態(tài)粒子在電極/溶液界面的交換速度。所以，所以交換電流密度
2、本身就表征了電極反應(yīng)在平衡態(tài)下的動(dòng)力學(xué)特征，它的大小與電極反應(yīng)的速率常數(shù)、電極材料和反應(yīng)物質(zhì)的濃度等因素有關(guān)。在低過(guò)電位下，過(guò)電位η（V）與極化電流密度i(A)之間呈線(xiàn)性關(guān)系，即可見(jiàn)，RT/nFio具有電阻的量綱，常被稱(chēng)為電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct（或Rr）。它相當(dāng)于電荷在電極/溶液界面?zhèn)鬟f時(shí)單位面積上的等效電阻。當(dāng)η≤10mV時(shí)，擬合極化曲線(xiàn)中的線(xiàn)性部分，根據(jù)擬合直線(xiàn)的斜率可以求得Rct，再根據(jù)上述公式求得交換電流密度io(A/cm2）。4三、實(shí)驗(yàn)器材CHI電化學(xué)工作站；鉑片電極；Hg/Hg2SO4參比電極；玻碳電極；三口電解池；0.1mol/LVO2++0.1mol/LVO2++3mol/LH2
3、SO4溶液；程控水浴鍋四、實(shí)驗(yàn)步驟1.預(yù)處理電極，用去離子水沾濕玻碳電極后在砂紙上打磨至表面光亮，然后用去離子水沖洗干凈后用濾紙擦干。打磨鉑電極至光亮，用濃鹽酸洗液浸泡后擦干.2.打開(kāi)儀器和電腦，連接儀器和電極。記錄電極開(kāi)路電位其值為0.4083V，待開(kāi)路電位穩(wěn)定后，選擇“線(xiàn)性電位掃描”方法。電極電位為0.4083V，從0.3878V的電位開(kāi)始掃描，終止電位是0.4478V，掃描速率是0.3mV/s，自動(dòng)靈敏度；4.待測(cè)量結(jié)束后，保存數(shù)據(jù)，將電解槽放入50oC水浴鍋中，重復(fù)步驟2（此時(shí)測(cè)得開(kāi)路電位為0.4088V）；5.關(guān)閉電腦和儀器，清洗電極與電解槽。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析1.將在室溫和5
4、0oC下的線(xiàn)性電位掃描曲線(xiàn)的線(xiàn)性部分分別進(jìn)行線(xiàn)性擬合，求出io值；圖1.室溫下玻碳電極的線(xiàn)性電位掃描曲線(xiàn)取點(diǎn)（0.013766,1.7568x10-5）(-0.01297,-1.8402x10-5)4求得圖1擬合曲線(xiàn)斜率倒數(shù)為743.28圖2.50oC下玻碳電極的線(xiàn)性電位掃描曲線(xiàn)（粗實(shí)線(xiàn)為擬合部分）取點(diǎn)（0.0105033397，2.5807961x10-5）（-0.013675351，-3.6741418x10-5）求得斜率倒數(shù)為386.55由圖可知：室溫時(shí)，Rct=743.28Ω，即RT/nFio=743.28Ω，所以io=3.454-5A/cm250℃時(shí)，Rct=386.55Ω，即RT
5、/nFio=386.55Ω，所以io=7.2-5A/cm22.在同一張圖中作出η與i的極化曲線(xiàn)，并分別疊加它們線(xiàn)性部分?jǐn)M合曲線(xiàn)；4圖3.玻碳電極在常溫及50°C條件下的線(xiàn)性電位掃描曲線(xiàn)2.將實(shí)驗(yàn)八解析得到的Rct數(shù)據(jù)代入上文中η與i關(guān)系方程，求出室溫和50oC下的io值，并列表比較兩種方法求到的不同溫度下的io值。實(shí)驗(yàn)八數(shù)據(jù)處理：常溫：Rct=342.5Ω，io=3.21610-4A/cm2；50℃:Rct=104.4Ω,io=1.19910-3A/cm2。交流阻抗譜法線(xiàn)性電位掃描法室溫7.50-5A/cm23.454-5A/cm250℃2.70-4A/cm27.20-5A/cm2表1兩種方
6、法求到的不同溫度下的io值4
