1. 在电化学工作站中如何做切线取得氧化还原峰的峰电位和峰电流
有手动找峰和自动找峰的啊。手动的做切线,在两个拐点位置。尽量保证基线要平,能给出你峰电位和电流大小的。
2. 电化学工作站的ip读数
电化学工作站的ip读数:
1.首先打开电脑,电化学工作站,并且预热20min使其达到稳定状态。
2.配置好实验所要用的溶液,固定好电极,打开chi600d软件。
3.菜单setup,点击Technique,选取cyclic voltammetry,点击OK.
4.菜单setup,点击Parameters,出现一个表格,填写相应数据。
比如,第一个实验: Init E(V)
3. chi电化学工作站怎么显示阳极峰电流
要显示阳极峰电流就要先产生电流峰,要得到电流峰就要做阳极(电位从低到高)电位线性扫描,
所以用CV扫描(只扫一次)法测电流电位曲线后,在阳极电流峰中选出极大值即可。
4. 求助电化学工作站的使用说明
电化学工作站使用步骤如下:
第一步、打开电脑和电化学工作站;
第二步、连接好电路;
第三步、打开软件,按下工作站的复位按钮,然后会和电脑自动连接;
第四步、选择需要测量的相关选项模式;
第五步、开始实验;
第六步、实验完成后将数据保存,最后进行分析。电路连接:绿色铁夹接工作电极,红色铁夹接对电极,黄色铁夹接参比电极。
打开软件,按工作站右边的“复位”按钮,工作站自动进行连接,如果连接对话框消失,说明连接成功;如果长时间不消失,点击取消,重复过程。
5. 如何用电化学工作站进行gitt测试
GITT是电流间歇滴定法,用这个方法来求出锂离子的扩散系数Dli的公式如下:
公式中Vm为活性物质的摩尔体积,A为浸入溶液中的电极面积,F为法拉第常量(96500C/mol),n 为参与反应的电子数,I0为滴定电流值,(dE)/(dx)为开路电位对电极中Li浓度曲线上某浓度处的斜率,(dE)/(dt^1/2 )为极化电压对t^1/2曲线的斜率。
(dE)/(dt^1/2 )需要用Zahner电化学工作站里的PVI方法进行测试。
方法是首先在PVI软件里做出一个电流脉冲为I0的施加电流图,然后选择右上角保存。再选择打开设置所需要的循环次数。具体的步骤如果不清楚可以留下邮箱给我们。图画完之后,在PVI的主界面选择Excuse执行即可。
把每一次电流脉冲极化的电压记录下来再和t^1/2作图,求出斜率就是(dE)/(dt^1/2 ),只有在足够短的时间内,才存在线性关系。因此在用PVI做电流脉冲图的时候,要把采样频率提高。
(dE)/(dx)是通过库伦滴定曲线进行线性拟合求出斜率。所谓库伦滴定,即测出在不同嵌锂量下的电位,电位对嵌锂量做图。这个值应该可以通过充放电测试仪得到。
6. 示波器的峰峰值怎么读数
一般如果示波器正常获取波形,打开measure就能看的测量选项,在选项里可以选择你想要的测量项,峰峰值就是peak-peak,选择好后就可以在屏幕上看到了
7. 电化学工作站还原峰怎么取值得
你可以把原始数据导出来,到Origin里面处理! 导出方法如下:首先,在工作站chi660d中打开想要转换的数据文件,点击文件,选中转换为文本,随机弹出对话框,选中刚才打开的文件(要转换的文件),选中后点击打开。这时,你进入原始数据的文件夹,发现多了一个txt文本的文件,即转换完成! 在origin中作图,氧化峰一对XY值,还原的一对XY,即以XYXY作图,然后在origin中炼峰(找峰)。特别要注意:找峰时,先单击选中氧化峰或者还原峰的数据,点击右键,先将选中的数据设置为活性数据,再找峰! 找出一个后,再次选中另一个数据,点击右键设置为活性数据,再拣峰 即可!
8. 2020-07-22
## 系统设置(system)
* 界面设置
<div align="center"><img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/zhongfeiLiu/Figurebed@master/img/晨华电化学工作站系统设置" alt="界面设置" style="zoom:100%;" align="center" width="500" height="400"/></div>
* 硬件测试
<img src="https://cdn.jsdelivr.net/gh/zhongfeiLiu/Figurebed@master/img/晨华电化学工作站硬件测试" />
## 工作电极的制备(Preparation of catalyst ink)
### 旋转圆盘电极(RDE/RRDE)
Yang Chz: 滴涂(drop-casting)在旋转圆盘电极上的催化剂浓度不能高,溶剂的挥发速度要快,10mg催化剂在1960μL的四氢呋喃(THF)中超声,加入准备好的Nafion溶液60μL。继续超声。取10μL的分散液滴涂,
### Nafion 的处理
* Yang Chz: 对于在酸性中不稳定的催化剂,在使用nafion之前需要对nafion进行处理,nafion属于导电离子型聚合物,酸性。将2体积的nafion与1体积的0.1M的MOH(M 为碱金属)溶液混合,配制准备ink时需要的nafion溶液. 配置Ir的催化剂ink时,nafion不需要碱性溶液处理。
* Li Y: 总溶液体积1mL, 795μL的超纯水,200μL的异丙醇,分散2mg的催化剂,加入5~10μL的nafion(未加入碱溶液处理), nafion 需要根据催化剂是否稳定在基底上来确定。也可以将催化剂用超纯水和异丙醇分散好之后滴在玻碳电极($0.07cm^{-2}$), 待干燥之后再加入5~10μL的nafion溶液。<span style="color:red">从分散液中移液枪取4μL滴在电极上</span>需要在电解质中循环20圈左右进行清洗、活化、稳定。然后测试
### 碳纸/长方形玻碳/钛片/镍网/镍片电极
* Yang Chz: 浓度较高的ink滴涂。10mg催化剂,140μL的THF,60μL的nafion。nafion的量为10mg/60μL。滴涂过程夹住碳纸等,让它倾斜,在通风橱中进行操作。使用小瓶子配置ink,小管子配置损耗大
* Yang Chz: 催化剂粉末配置的时候加入10%的碳,根据颗粒来看,一般认为催化剂的颗粒比碳的颗粒大。因此需要先研磨催化剂一段时间之后,加入碳粉研磨混合。
* Li Y: 镍网使用过程中会出现溶液往上电泳的现象,同时有一对氧化还原峰出现。
## 对电极的选择
一般选择铂丝/铂片,因为有文献指出铂在碱性溶液中溶解析出会沉积到工作电极上提升活性,所以一般采用碳棒作为对电极
## 参比电极的选择
可以使用Ag/AgCl电极。常用3M/3.5M KCl溶液作为内充溶液。最好使用Hg/HgO电极,内充1M KOH。Li Y: 基本采用Hg/HgO作为参比电极. Liu Zhf: 可能有一些还是要用Ag/AgCl电极,像TMAOH这样的有机碱可能会与HgO反应。
## 测试方法
### 1. 循环伏安测试
#### 原理
* 三电极体系下,控制工作电极的电势,使得电极上的电子能量变化,能级发生变化。与溶液中的反应物发生电子的交换
![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/zhongfeiLiu/Figurebed@master/img/循环伏安中控制工作电极的电势)
* 测试循环伏安的时候,到达某一电势处,发生氧化还原反应,由于反应物质的消耗将会出现氧化还原峰的消失,同时应当注意i<sub>pa</sub>(还原电流)的计算应该以i<sub>pc</sub>(氧化电流的衰减为基线计算)
* 当正向扫描的时候,扩散层中主要含有R物质,当氧化峰消失的时候,溶液中的R物质消耗殆尽,相当于扩散层中只含有O物质
* 双电层中的充电电流密度和扫描速率的关系: $I_充=C_dν$
峰值电流和扫描速率的关系
$$I_p=2.69×10^5n^{3/2}D^{1/2} _Oν^{1/2}C^0_O(A·cm^{-2})$$
* 测试的时候是否通入氧气: Li Y:通氧气与不通氧气测试发现结果差别不大。手稿中写通入氧气,实际测试可能不通。
* 搅拌和使用旋转圆盘电极:Li Y: 不使用旋转圆盘电极,但是测试的时候要搅拌。目的主要是减小电极上氧气气泡影响测试,同时降低扩散的影响。Yang Chz: 搅拌的溶液和使用旋转圆盘电极相同结果,旋转圆盘电极降低扩散层厚度,产物沿着径向离开,反应物垂直于电极向电极表面扩散。Liu Zhf: 当电压值达到一定程度的时候,反应速率和供应反应物的速率平衡,则到达平衡电流。
* 碳的掺入可能导致赝电容电流(非法拉第电流)增加,或者使用高比表面积的碳材料/镍网等也可能导致相同问题。
#### 参数
* 测试的电势窗口先按照文献中给的窗口调试(1.1V~1.7/8V vs.RHE)
* 需要按照公式转换设置电压:
$$E_{RHE}=E_R+0.059pH+Δ$$
这里的$E_R$为设置在电化学工作站上的电压,Δ为参比电极的标准电极电势,可以查询获得。具体的公式推导自由查询。
* 扫描速率为5mV/s或者10mV/s即可。晨华工作站的灵敏度根据测试中的电流密度设置,不要溢出(overflow).
### 2. LSV测试
* 不需要包含氧化还原峰的位置,在数据/出图上处理掉,测试电势范围、灵敏度、扫描速度与CV相同。需要一段包含<span style="color:red">起始电位</span>(onset potential)的数据,用来拟合得出Tafel斜率。
### 3. Tafel slope
* 公式: $η=alogi+b$ 其中i为电流密度,η为过电位,在LSV中选取的数据,根据该公式拟合。其中
$a=α2.303nF/(RT)$, 这里包含了(transfer coeffficient)传递因子和电子转移数量,是自由能垒的体现。选取动力学控制区域进行计算。
* 当过电位的绝对值很大的时候,反应速率很大,表面的物质浓度很小,则本体浓度向表面的传质速率将会占据主导,即使过电位再增加也不能提高电流,因为此时电流(反应速率)已经被传质速率控制,所以会出现极限电流(稳定的平线)。
* 过电位的绝对值要大于118mV, 如果动力学很快,那么将在短时间内到达极限电流,从而导致观察不到Tafel关系,此时必须要排除传质的影响。
### 4. 计时电位和计时电流法
* 计时电流的电位为10mA·cm<sup>-2</sup>这个位置的过电位。
* 计时电位的电流密度为10mA·cm<sup>-2</sup>
### 5. EIS测试
* 选取不同电位下的阻抗,相当于测试不同反应处的阻抗,进行拟合,一般在起始电位往后一点
* 0.01~10<sup>5</sup>Hz测试
### 6.IR补偿
* 做一个最终产生数值结果的量化测试
* 电解池中的溶液导电性差
* 使用的电流高
* 电解池的几何不够理想
* 测量未补偿溶液的R<sub>u</sub>.可以直接通过EIS测试,选取Nyquist曲线与实轴的第一个交点值。