|
Циклическая вольтамперометрия (CV) является наиболее широко используемым методом получения качественной информации об электрохимических реакциях. CV предоставляет информацию об окислительно-восстановительных процессах, гетерогенных реакциях переноса электронов и процессах адсорбции. Это позволяет пользователю быстро идентифицировать окислительно-восстановительный потенциал электроактивных частиц и кинетическую информацию. Проще говоря, на ячейку воздействует сканирование напряжения и измеряется результирующий ток.
Хотя он и используется постоянно, некоторые параметры, влияющие на качество измерений, требуют уточнения.
Цель этой статьи - представить эти ключевые параметры и описать, как правильно их настроить, чтобы получить максимальную отдачу от вашего инструмента.
С какого напряжения начинать?
Мы рекомендуем начать измерение с разомкнутой цепи (OCV). Это сохранит ячейку в исходном состоянии. Ячейка не будет повреждена до процедуры анализа.
Как выполняется сканирование напряжения
В настоящее время потенциостаты/гальваностаты, а также бипотенциостаты основаны на цифровой технологии, поэтому анализ выполняется с последовательными ступенями (dE). Чтобы имитировать линейное сканирование, шаг dE, должен быть как можно меньше. Ограничивающим фактором является управляющее напряжение потенциостата.
Разрешение контролируемого напряжения может быть улучшено с помощью узкого диапазона. Например, разрешение по напряжению составляет около 300 мкВ с диапазоном +/- 10 В и 16-битным ЦАП. Его можно улучшить в 3 раза, установив диапазон +/- 2,5 В, чтобы получить разрешение около 100 мкВ.
Кроме того, чтобы сгладить текущий сигнал, мы рекомендуем вам усреднить текущий ответ за несколько шагов. Из-за точности эталонного электрода, которая составляет около +/- 1 мВ, одна точка данных каждые 1 мВ является хорошей целью.
Для электроаналитических применений в растворе мы рекомендуем установить диапазон +/- 2,5 В и усреднять 10 раз.
ПРИМЕЧАНИЕ: некоторые инструменты предлагают возможность использовать «истинную» аналоговую рампу.
Как измеряется ток
Он измеряется на всем шаге напряжения. Потенциостат измеряет общий ток, который является суммой емкостного (IC) и тока Фарадея (IF). Поскольку распад емкостного происходит быстрее, чем Фарадея после импульса, в зависимости от того, где измеряется, вклад тока Фарадея будет отличаться от измеренного общего.
Ток Фарадея задается следующим уравнением:
Где n - число электронов, участвующих в окислительно-восстановительном процессе, F - постоянная Фарадея, A - поверхность электрода, C - концентрация электроактивных частиц, D - коэффициент диффузии электроактивных частиц, t - время после нанесения импульса, при котором измеряются показатели.
Емкостный ток определяется следующим уравнением:
E - импульсный потенциал, R - омическое сопротивление между рабочим электродом и электродом сравнения, Cdl - двухслойная емкость.
Как правило, 50% конца этапа является хорошим параметром для электроаналитических целей. Если пользователь также заинтересован в получении большего емкостного, может быть установлен более широкий шаг.
СОВЕТ: можно удалить емкостный ток путем вычитания CV заготовки (выполненной в тех же условиях, то есть с тем же электродом, с той же разворотом напряжения) из представляющего интерес CV.
Диапазон
Во время перехода от одного диапазона тока к другому вы увидите переходный показатель. Поэтому нет смысла записывать эти данные. Это вызовет пик, который затруднит управление обработки пост процессов.
Для скоростей сканирования, превышающих сотни мВ / с, мы рекомендуем установить фиксированный диапазон.
Источник: официальный дистрибьютор Bio-Logic в СНГ - ООО "ИлпаТех"
<<< Вернуться в каталог статей
|
