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  • 电化学工作站工作原理

    文/ 发布于2017-11-20 浏览次数:1413

      谈谈三电极体系中两个回路

      电压回路:WE-RE

      电流回路:WE-CE

      工作站测量的前提是在你的测量环境中构建了这两个回路。

      首先假设是三电极体系,三电极体系一般用于含有液/固界面的体系,或者通俗说含有液体的体系

      1. 电化学工作站控制的电位到底是个什么电位?答: 他控制的表面上是工作电极相对于参比电极的电位差,本质上是电极和溶液形成的界面的界面电势差,这才是搞电化学的人关心的。我认为做电化学的人要达到这种境界:拿着一支电极,你看到的不是一根棍子,而是一个界面。

      2. 为什么要参比电极?答:这个问题紧随第一个问题而来,既然我们要控制的是界面电位差,如何控制,答案是仪器无法控制。但是我们可以曲线救国啊,间接控制!很幸运,有这样一种电极,他跟一种液体形成的界面电势差是恒定的而且已知的,这就是我们所说的参比电极。因此,只要我们知道了工作电极相对于参比电极的电势差,我们也就间接知道了电极和溶液之间界面的电位差。换言之,只要我们控制了工作电极相对于参比电极的电势差,我们也就间接控制了电极和溶液之间界面的电势差。这样第一个问题迎刃而解。

      3. 为什么需要对电极?答:有了参比电极,我们就可以测量/控制工作电极和溶液的界面电势差。然而,我们也想控制(或者测量)一定电流流过电极/溶液界面,那就必须构成电流回路。虽然研究电极和参比电极构成了一个回路,但参比电极干不了这个活(除非是超微电极或者电流非常小),因为我们知道电流流过电极后电极会发生极化(除非是理论上的完全不可极化电极),也就是界面电位差会发生变化,试想如果参比电极的电位因极化而不再恒定,那他也就不能起到参考的作用了。所以,我们必须引入另外一个电极,专门用于输入输出电流,这就对电极。

      这样前面所说的两个回路就形成了。工作电极和参比电极构成电压回路,仪器工作的时候不断测量这两个电极的电势差,如果大于/小于设定值,仪器就提升/降低对电极的输出电压,通过强制增大/减小流过液/固界面的电流而改变界面电势差,直到测量值等于设定值为止,这个过程完全由硬件在瞬间完成。这就是电化学工作站的原理(恒电流模式也是类似的)。顺便说下,刚才提到的对电极会提升或者降低输出电压,但他不能无限度地提升/降低,对电极输出电压的上下限就是所谓的槽压。

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