什么是暫態(tài)技術(shù)暫態(tài)技術(shù)的應(yīng)用
什么是暫態(tài)技術(shù)暫態(tài)技術(shù)的應(yīng)用
暫態(tài)技術(shù)是研究暫態(tài)電極系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的技術(shù)。那么你對暫態(tài)技術(shù)了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是暫態(tài)技術(shù)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
暫態(tài)技術(shù)的簡介
擾動處于平衡態(tài)的電極系統(tǒng)的暫態(tài)技術(shù)稱為松弛方法。表征電極系統(tǒng)的參量(電極電勢、電流、濃度分布、電極表面狀態(tài)等)明顯變化的階段所處的狀態(tài)稱為暫態(tài)。常用的暫態(tài)技術(shù)是控制電極電勢或電極電流按一定規(guī)律變化，同時直接測量或?qū)r間的變化,或間接測量它們對與有關(guān)的物理量(如正弦波角頻率)的變化,它們分別稱為控制電勢法和控制電流法。
暫態(tài)技術(shù)的控制電勢法
電勢階躍法
暫態(tài)實(shí)驗(yàn)開始前，電極電勢處于開路電勢;實(shí)驗(yàn)開始時(=0),電極電勢突躍至某指定恒定值，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束(圖1a[各種電極電勢波形])。實(shí)驗(yàn)上也可將電勢階躍法中的電流 經(jīng)積分器得到流經(jīng)電極的電量。習(xí)慣上將測-關(guān)系稱為計時電量法，而將測-關(guān)系稱為計時電流法。
方波電勢法
電極電勢 在某一指定恒值持續(xù)時間后，突變?yōu)榱硪恢付ê阒?持續(xù)時間后又突變回值，如此反復(fù)多次(圖1b[各種電極電勢波形])即為方波電勢法。
線性掃描電勢法
電極電勢 按恒定速率變化，即d/d為常數(shù),也稱動電勢伏安法，它可以是單程的，稱線性掃描電勢法(圖1c[各種電極電勢波形])，也可以是來復(fù)的，稱為循環(huán)伏安法或三角波電勢法(圖1d[各種電極電勢波形])。本法常測量-的相對變化關(guān)系,稱循環(huán)伏安圖。伏安圖的定量解析比較復(fù)雜，往往需采用數(shù)值解法。但伏安圖上的峰可以用來鑒別參與電極反應(yīng)的物質(zhì)，包括反應(yīng)中間物，因此動電勢伏安圖有電化學(xué)譜圖之稱。它已成為研究電極反應(yīng)機(jī)理(尤其是復(fù)雜電極反應(yīng)機(jī)理)和電極表面覆蓋層的重要工具。
暫態(tài)技術(shù)的控制電流法
電流階躍法
在暫態(tài)實(shí)驗(yàn)開始以前，電極電流為零;實(shí)驗(yàn)開始時,電極電流由零突躍至某一指定恒值，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束為止(圖2a[常用的控制電流波形])，然后記錄-關(guān)系，習(xí)慣也稱計時電勢法。
斷電流法 在暫態(tài)實(shí)驗(yàn)開始以前，電極電流為某一指定恒值，讓電極電勢基本上達(dá)到穩(wěn)態(tài)。實(shí)驗(yàn)開始時，電極電流突然切斷為零。在電流切斷的瞬間,電極的電阻極化(即歐姆電位降)消失，可使問題簡化(圖2b[常用的控制電流波形])。
方波電流法
電極電流在某一指定恒值持續(xù)時間后,突變?yōu)榱硪恢付ê阒?，持續(xù)時間后又突變回值,如此反復(fù)多次一般和的數(shù)值不相等,;在特殊情況下，控制和的數(shù)值相等, =,則稱為對稱方波電流法(圖2c[常用的控制電流波形])。
電流換向階躍法
在暫態(tài)實(shí)驗(yàn)開始以前，電極電流為零。實(shí)驗(yàn)開始時電極電流突變至某一指定恒值,持續(xù)時間后,突變?yōu)榱硪恢付ê阒?改變電流方向),此后持續(xù)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束(圖2d[常用的控制電流波形])。
雙脈沖電流法 在暫態(tài)實(shí)驗(yàn)開始以前，電極電流為零。實(shí)驗(yàn)開始時，電極電流突躍至某一指定恒值,持續(xù)時間后，電極電流突降至另一指定恒值(電流方向保持不變)，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束為止。一般的時間很短(微秒級)，>(圖2e[常用的控制電流波形])。
暫態(tài)技術(shù)的應(yīng)用
暫態(tài)技術(shù)提供了比穩(wěn)態(tài)技術(shù)更多的信息，用來研究電極過程動力學(xué)，測定電極反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)和確定電極反應(yīng)機(jī)理，而且還可將測量遷越反應(yīng)速率常數(shù)的上限提高2～3個數(shù)量級，有可能研究大量快速的電化學(xué)反應(yīng)。暫態(tài)技術(shù)對于研究中間態(tài)和吸附態(tài)存在的電極反應(yīng)也特別有利。暫態(tài)技術(shù)中測得的一些參量，例如雙電層電容、歐姆電阻、由遷越反應(yīng)速率常數(shù)決定的遷越電阻等，在化學(xué)電源、電鍍、腐蝕等領(lǐng)域也有指導(dǎo)意義。
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