在做迴圈伏安特性曲線的時候,如果加入氧化態的物質,而從負電位向正電位掃會怎麼樣?

時間 2021-05-29 23:27:03

1樓:肖昕月

Fick's Second Law

其實只要get到乙個點就行,就是電極氧化態還原態濃度之比的自然對數,與電位變化值成正比,歸根結底就是電位線性變化導致電極表面氧化態和還原態比值不斷變化。下圖中,E1/2為陽極峰Epa與陰極峰Epc之和除以2而得,可逆體系中認為該值為我們研究的這種電活性分子的電極電位(這個的標準說法還得查查)。

說完了電勢和氧化態還原態的關係,來說說電流的變化吧,不細說了(事實上是細說不了,能力不夠,,,)簡言之,該公式結合了能斯特方程,線性擴散方程,初始條件,半無限擴散和流量平衡條件,,,通俗地講,就是根據上面提過的菲克定律,可以知道單位時間多少分子過來了,過來了之後,能斯特方程結合電位線性變化的公式可以知道過來的分子們這個時間段該怎麼反應,反應了就在整個電極面上產生了電流的分布,而後應該還要對電極面積積個分吧,嗯,把上述要用的公式都結合起來,推出來最後的公式在此:

這個公式中其他的不用管了,最後一項χ(σt)對任一給定點是一純數,結論就是電流i 正比於反應物濃度C*0 和掃瞄速度的開方v1/ 2。

接下來上我用CHI軟體模擬的CV圖,哦,對了,上面還沒有提到負掃,之前提到了過峰電位之後,擴散層中還是存在還原態的,那麼這樣選擇開始負掃的電位就需要考慮了,先上圖再說話:

圖一:初始溶液中只有還原態

圖二:初始溶液中只有氧化態

圖三:圖一圖二的疊加,藍線為圖二

可以看到我的掃瞄視窗已經是-5到5V了,試了好多種起始電位,才把電位對兩種情況的影響降至最小,正掃起始電位設得極負是為了在氧化開始前,讓兩種情況擴散層中的還原態的分布情況達到最大的近似,即反應掉擴散層中幾乎所有的氧化態,而還原態富集幾乎完全佔據擴散層的理想狀況。而負掃起始電位的目的與之相同。

如果不是掃到如此極限的電位會是什麼情況呢?

圖四:圖五:

圖五拉開之後:圖六:

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