电化学交流阻抗复数平面图和电容复数平面图上相似图 …

提出并证明等效电路中含有Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗的电化学交流阻抗复数平面图和电容复数平面图上相似图形效电路的变换规则。推而广之，对任意包含有Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗或其变换的效电路，有着同样的变换规则。     

一些电化学交流阻抗复数平面图旋转的物理意义

本文讨论了电化学交流阻抗图中图形旋转的物理意义.电化学体系等效电路中的电容基本上属复数电容,由此推导出在这个假设下的阻抗极坐标公式,及其参数的数学表达式.实际上此表达式与很多电化学体系的实际阻抗谱相符,如:实际测量的理想极化电极的阻抗图并不是平行于虚轴的一条直线,而是其与实轴的交点顺时钟旋转了α角的直线,这时,即双层电容的耗散角;与RC并联电路有关的半圆阻抗图几乎都有同一方向的α角旋转,其值等于相关电容的耗散角.若明确了旋转的物理意义,由电化学阻抗谱拟合得到的参数均可表征体系的性质,这对于寻求某些特殊性能的电池体系将是有用的.     

十六烷基吡啶在玻碳电极表面上的吸附过程

本文用交流阻抗法在长光程薄层光谱电解池中研究了溴化十六烷基吡啶(CPyBr)在玻碳电极上的吸附过程。在复数平面图的高频区获得了与电解池结构电容有关的半圆,低频区获得了与CPyBr吸附有关的阻抗及Warburg阻抗,建立了CPyBr的单分子层吸附模型及电极过程的交流阻抗等效电路。理论预测与实验数据吻合较好。     

多壁纳米碳管空气电极的交流阻抗研究

研究了多壁纳米碳管、活性炭和石墨等空气电极的交流阻抗特性.结果表明,纳米碳管空气电极的阻抗谱由两个半圆组成,高频区半圆对应欧姆极化阻抗,低频区半圆对应电化学极化阻抗.催化剂Pt以纳米颗粒的形式沉积在碳管的外表面,明显减小了电极的欧姆阻抗和电化学极化阻抗,提高了氧还原反应的电催化活性.活性炭电极除存在电化学阻抗外,还存在薄液膜扩散阻抗(Nernst扩散),石墨电极形成的薄液膜反应区域较小,电极反应呈Warburg扩散阻抗特征,相应的电催化活性较低.采用交流阻抗等效电路分析方法,对拟合的动力学数据进行了解释.     

用电容平面图研究金／十八硫醇单分子膜的自组装过程和缺陷情况

推导了电化学体系中理想极化电极、电化学极化电极的复数电容表达式。根据这些表达式分析了上述体系的电容平面图 (Capacitance Plane Plot,CPP) ,利用 CPP可以方便地监测体系的电容值。用电子元件组成了上述体系的等效电路 ,测定了交流阻抗谱 ,得到了 CPP与理论推导一致。研究了金 /十八硫醇自组装膜的 CPP,根据 CPP讨论了金 /硫醇膜的组装过程及缺陷和组装时间的关系。     

金属酞菁类大环化合物对氧气还原反应催化行为的阻抗谱研究

通过电化学交流阻抗法研究了3种金属酞菁类大环化合物(FePc, CoPc, FeCoPc2)在碱性溶液中对氧气还原反应(ORR)的电化学催化行为, 各电极的交流阻抗 Nyquist 图谱在高频区和低频区均呈现出2个较明显的半圆和半圆之间(中频区)的压扁的弧形, 采用Zsimpwin阻抗谱分析软件对-02 V(vs. Hg/HgO)电位下的各交流阻抗谱进行等效电路拟合, 提出空气电极ORR反应的等效电路, 并对等效电路中各动力学参数进行了解释, 通过分析得出金属酞菁在碱性溶液中对ORR催化反应是一个伴随中间产物HO-2的2电子转移过程. 同时, 等效电路的拟合结果表明, FeCoPc2/C作为ORR催化剂对减小Rc+Rct效果比FePc/C和CoPc/C明显, 具有更高的催化活性.     

电吸附除氯过程的电化学阻抗谱及动力学研究

借助三电极体系, 基于电化学交流阻抗谱图, 提出了一种对已吸附Cl^-的活性炭再次吸附一个Cl^-弛豫时间的测定方法, 根据弛豫时间确定速率控制步骤 . 研究了阳极电势、 预处理时间和预处理浓度对电化学过程的影响, 基于得到的电化学交流阻抗谱图上的参数, 求出不同条件下电吸附Cl^-的弛豫时间及覆盖度. 结果表明, 不同条件下得到的复数平面图均由一个容抗弧和一个感抗弧构成, 分别代表Cl^-在阳极上发生电荷转移的过程和 Cl^-在活性炭电极上的吸附过程 . 增加阳极极化可有效缩短弛豫时间, 阳极极化时, 弛豫时间为2.0×10^-5 s; 增加预处理时间, 弛豫时间逐渐增加, 预处理时间为180 min时, 弛豫时间增加到4.9×10^-5 s; 预处理浓度对弛豫时间的影响可忽略. 弛豫时间分析结果表明, Cl^-吸附速率比扩散速率小, 吸附是电吸附过程的速率控制步骤. 电极表面的覆盖度较低, 仅有10^-4...     

硅片表面多金属污染的交流阻抗表征

在接近氢氟酸实际应用浓度条件下, 利用交流阻抗技术研究了硅片表面金属微观污染行为, 在氢氟酸溶液中分别加入0.5和1 mg/g的铜、铁、镍、钙四种金属离子, 获得了硅片在单金属溶液中的特征交流阻抗谱, 并在此基础上研究了三种金属及四种金属共存时的特征交流阻抗谱, 通过等效电路的拟合估算了硅/氢氟酸界面电化学反应的动力学参数, 并结合扫描电镜形貌图探讨了不同类型的单金属和多金属对硅电化学行为的影响. 结果表明, 多金属微观污染是各种单金属协同作用的结果, 铜在硅片上发生电化学沉积, 直接导致硅片表面粗糙化. 铁对硅片表面的破坏严重, 同时影响铜的沉积. 镍的存在使硅片表面更容易氧化. 而钙通过在硅片表面形成氟化钙沉淀物可以钝化表面, 减缓铜在硅片表面的沉积.     

钌镧氧化物涂层在NaCl 溶液中的电化学阻抗谱(EIS)研究

测量了钌镧氧化物涂层的电化学阻抗谱(EIS), 结合循环伏安(CV)及扫描电子显微镜形貌分析, 研究了钌镧氧化物涂层阳极在3.5% NaCl 溶液中电化学表面结构及电化学行为. 在非析氯反应区间, 该涂层EIS 数据的最佳拟合等效电路是R_s(R_ctQ_dl), 在析氯反应区间, 其等效电路为R_s(R_fQ_f)(R_ctWQ_dl). 高频段阻抗行为对应涂层的物理阻抗, 低频段对应涂层与溶液界面的电化学反应阻抗. 实验结果表明, 随着La 浓度增加, 氧化膜及双电层的伪电容增大, 且在La 含量30mol%时达到最大值, 与CV实验结果一致, 证明了加入La 能提高RuO₂涂层的电催化活性. 但在析氯反应区间, 涂层氧化膜的导电性在含La 大于30 mol%之后迅速下降, 在低频段产生Warburg 阻抗, 与其表面钝化和特性吸附现象有关,这是导致含La 70 mol%时电催化活性急剧下降的原因.     

交流电解阻抗的数字模拟——Ⅰ.可逆、准可逆体系和薄层电解池的电解阻抗

本文用数字模拟方法研究了可逆、准可逆和不可逆电极反应的交流阻抗,得到了与理论推导相符合的结果。文中亦研究了薄层电解池的交流阻抗的数字模拟。通过数字模拟,人们不需用等效电路模型便能解释交流阻抗数据的化学意义,这对认识复杂电极过程尤为重要。文中给出了交流阻抗的离散数字模型,并讨论了动力学参数对阻抗数据的影响。     

镍纳米线电极的交流阻抗研究

用交流阻抗法研究了一种新型电极－镍纳米线电极在碱性溶液中的电化学行为,给出了相应的等效电路和拟合效果。实验结果表明,外加电位对电极表面化学反应速度和类型有显著影响。在外加电位不高时,Ni（Ⅱ）氧化成Ni(Ⅲ)的电化学过程随着电位的升高而明显加速;当外加电位高于0．40V以后,电极表面同时发生电化学析氧反应。相同条件下,镍纳米线电极的表面电化学反应速度远远高于镍块体电极。     

锂离子电池正极材料LiMnO_2的电化学阻抗谱研究

通过球形扩散模型给出了一种测定锂离子在电极材料中固相表观扩散系数的计算方法(修正Warburg阻抗法),研究了LiMnO_2电极的交流阻抗和锂离子的扩散行为.研究表明,材料合成温度影响电极反应表面电荷传递和材料中的锂离子扩散特性.用熔盐浸渍法在500℃保温12h合成的LiMnO_2正极材料的锂离子表观扩散系数为1.49×10~(-10)cm~2/s.     

电化学阻抗谱研究铈盐转化膜形成过程中的影响因素

应用电化学阻抗谱(EIS)连续测试B95铝合金在0.01 mol·L-1CeCl3溶液中铈盐转化膜的形成过程,通过成膜过程中交流阻抗值的变化研究了温度,溶解氧O2的变化对B95铝合金稀土转化膜成膜过程的影响机制,采用等效电路的方式对测试的EIS进行了解析.结果表明:温度在20,25,30 ℃时B95铝合金在0.01 mol·L-1CeCl3溶液中的阻抗谱等效电路与成膜形成阶段的相同;温度为35,40,45℃B95铝合金的阻抗谱与成膜成长阶段的等效电路相同,表明升高温度缩短了稀土膜形成阶段的时间,铝合金基体溶解迅速被抑制;升高温度有利于铈盐氧化膜的形成;通O2对稀土Ce转化膜的形成无明显促进作用,O2参与的反应不是Ce转化膜形成的决速步骤.     

液/液界面的电化学阻抗谱测量Ⅰ: 四电极系统中各类界面阻抗的分析

本文系统地研究了将阻抗谱技术应用于液/液界面电化学领域时所出现的问题。提出了四电极系统中液/液界面交流阻抗的表达式。从理论上分析了电解池参数和仪器输入参数对所得交流阻抗曲线的影响。     

毛细管的交流阻抗特性研究

采用交流阻抗法研究了电容耦合非接触电导检测池毛细管的阻抗特性,分别考察了电极连接方式和毛细管内径对检测池阻抗的影响.实验表明:高频时,除去毛细管外层保护层会使检测池的阻抗减小,有助于检测器灵敏度的提高;采用铜箔作电极能够有效地消除电极与毛细管壁之间的空隙,使得检测池在低频时阻抗减小.随着毛细管内径的变大,阻抗依次减小.通过Zview软件拟合,提出的简单的拟合等效电路为R(RC)CPE.     

对表面有膜层的金属电极阻抗半圆旋转的物理意义的探讨

提出了交流阻抗半圆旋转的介质损耗物理模型, 推导出由阻抗旋转半圆计算等效电路参数值的方法, 并推广到一般情况。     

镉离子选择电极交流阻抗谱研究:载流子传输活化能和响应机制

研究了用相敏检测技术对以硫化镉/硫化银混晶压片膜为敏感膜的镉离子选择电极在不同温度下交流阻抗谱的测试. 提出了镉离子选择电极的等效电路及相应的电化学参数. 报导了由拟合后的阻抗谱求算不同温度下的膜本体阻抗, 并由此推断电极敏感膜片中载流子传输活化能. 比较了不同组成膜片的传输活化能的差异. 参照了固体电解质理论, 结合X衍射图谱的解析, 对其响应机理进行探讨.     

铅锑电极上PbO2生长过程的阻抗跟踪法研究

铅锑电极上ＰｂＯ_２生长过程的阻抗跟踪法研究韦国林，杨鸿兴，王家荣（上海大学嘉定校区化学系，上海，２０１８００）利用交流阻抗技术研究Ｐｂ／Ｈ２ＳＯ４体系中电化学过程，通常采用某一等效电路，并对所得的多频率阻抗频谱进行拟合处理，由此获得相关电化学信息。?..     

PAn/PEO-LiClO4界面的交流阻抗研究

近年来,交流阻抗方法已成功地应用于固体电极-电解质界面电化学性能的研究.特别是最近几年,聚氧化乙烯-锂盐复合物(PEO-LiX)系列高分子电解质材料研究的深入,研制以高分子电解质为隔膜的全固态锂电池的设想已成可能.前人用交流阻抗方法对Li/PEO-LiX和钒氧阴极/PEO-LiX界面行为研究已作了大量工作,并获得相关锂电池电极界面电化学性能的理论数据.本文用化学氧化法合成聚苯胺(PAn)阴极材料和本室改进的PEO-LiClO_4复合物作室温固体电解质,研究PAn/PEO-LiClO_4电极界面的电化学性能,获得一些新的结果。     

电化学双石英晶体阻抗分析新方法

电化学石英晶体微天平已被广泛应用于电分析化学与电化学领域[1] .电化学现场的石英晶体阻抗分析法能动态实时地提供电化学扰动下石英晶体谐振的多维信息 ,已用于研究电沉积与溶出[2 ,3] 、高聚物性质[4～ 6 ] 、耗尽层内溶液粘密度效应与金电极腐蚀[7,8] 等 .然而 ,以往的石英晶体阻抗分析均只涉及到一个石英晶体 ,同时对两个晶体 (分别作为工作电极和对电极 )谐振的阻抗分析未见报道 .本文以蔗糖溶液粘密度效应和氨性介质中铜沉积 /溶出过程为例 ,研究电化学双石英晶体阻抗分析新方法 .1　实验部分电化学双石英晶体阻抗分析系统由 HP43 9…