材料与能源学院研究生课程《电化学原理和应用》 4 /956 电化学研究方法 授课教师：王翀副教授 微固楼455
材料与能源学院研究生课程《电化学原理和应用》 电化学研究方法 授课教师：王翀副教授 微固楼455
电化学知识体系 电子料技女学 University of Fleetronic Science and Technology of China 基础知识： 高写学险粒材 元素化学 无机化学 (第三液)上品 化学键、价键理论 我以大学吉样人学特故圆 离位家标可 分析化学 无机化学 (第五面】上册 物质结构 级大生主相 电解质溶液 氧化还原反应 共 香ABus 人于 电化学分析 分析化学 高等学校教材 e 平衡理论 物理化学 仪器分析教程 (第国磁) " (路2数) 下 热力学 动力学 物理化学 溶液和电解质理论 车=小 界面现象 有机化学 前线分子轨道理论 2
2 电化学知识体系 基础知识： 无机化学 分析化学 物理化学 有机化学 元素化学 化学键、价键理论 物质结构 电解质溶液 氧化还原反应 电化学分析 平衡理论 热力学 动力学 溶液和电解质理论 界面现象 前线分子轨道理论
电化学知识体系 电子科技女学 电化学课程知识体系 完整的电化学课程体系 我们的课程体系 电化学及其四级学科 电极过程动力学 电化学研究方法 B0306电化学 固态电化学 B030601电极过程动力学 电化学实验技术 B030602腐蚀电化学 半导体电化学 电催化 B030603光电化学 电化学研究方法 电化学反应工程 B030604界面电化学 电催化 B030605电催化 电化学合成 B030606纳米电化学 电化学研究进展 电化学传感器 B030607化学电源 实验电化学 电化学沉积和腐蚀 有机电化学 光电和半导体电化学 生物电化学 电分析化学 电化学反应工程 腐蚀与防护 3
3 电化学知识体系 电化学课程知识体系 电化学及其四级学科 电极过程动力学 固态电化学 半导体电化学 电化学研究方法 实验电化学 电化学研究进展 电化学反应工程 有机电化学 生物电化学 电分析化学 电催化 完整的电化学课程体系 我们的课程体系 电化学研究方法 电化学实验技术 光电和半导体电化学 电化学反应工程 电化学合成 电化学传感器 电化学沉积和腐蚀 电催化 腐蚀与防护
电化学知识体系 电子科技女学 Technology of Chin 电化学研究方法概述 i=FAk -BE o0,)exp证1-cn0,t)ep (1-)F RT 研究对象： 电子导体和离子导体构成的电极界面 电化学的任务： 研究电极界面的结构和性质，掌握电化学反应过程的 特征规律，依据试验和生产需要进行反应过程的动力 学调控 电化学研究方法： 在电化学理论的基础上采用黑箱理论进行研究。从激发 函数和响应函数的观察中获取化学信息（动力学和热力 学参数)，从而实现化学的定性和定量分析 4
4 电化学知识体系 电化学研究方法概述 在电化学理论的基础上采用黑箱理论进行研究。从激发 函数和响应函数的观察中获取化学信息（动力学和热力 学参数），从而实现化学的定性和定量分析 研究对象： 电子导体和离子导体构成的电极界面 电化学的任务： 研究电极界面的结构和性质，掌握电化学反应过程的 特征规律，依据试验和生产需要进行反应过程的动力 学调控 电化学研究方法：
0.一些基本概念 电子神枝女学 IUPAC推荐将阳极电流和阴极电流分别定义为在 指示电极或工作电极上起纯氧化和纯还原反应所产 生的电流。规定阳极电流为正值，而阴极电流为负值。 这与历史上的习惯恰好相反，过去前者定义为负 值后者为正值。 由于十几年来的习惯，国内外多数专业书刊还未 能接受这一推荐。即阴极电流用正值，阳极电流用 负值。 >0 氧化反应 E>0 还原反应 5
5 0. 一些基本概念 I>0 E>0 氧化反应 还原反应
0.一些基本概念 电子科技女学 IUPAC推荐将阳极电流和阴极电流分别定义为在 指示电极或工作电极上起纯氧化和纯还原反应所产 生的电流。规定阳极电流为正值，而阴极电流为负值。 这与历史上的习惯恰好相反，过去前者定义为负 值后者为正值。 由于十几年来的习惯，国内外多数专业书刊还未 能接受这一推荐。即阴极电流用正值，阳极电流用 负值。 正、负极和阴、阳极 Positive Negative electrode 如何使用？ Cathode&Anode 6
6 0. 一些基本概念 正、负极和阴、阳极 Positive & Negative electrode Cathode& Anode 如何使用？
0.一些基本概念 电子科技女学 of Chin 电极面积和电流密度： 除了汞之外，电极表面积的正确求算实际上并 不那么容易。因为表面粗糙度各异的电极表面 定量化是很困难的。铂电极可以通过氢离子吸 附峰的解析来求算表面积。而一般的电极则只 能用表观电极尺寸来求算。 3 nm 7
7 0. 一些基本概念 电极面积和电流密度：
0.一些基本概念 电子科技女学 University of Fleetronic Science and Technology 电极面积和电流密度： 由氢原子吸附峰的电量求算 在H,SO4水溶液中进行循环扫描时，在 +0.4~0.05V(vs.NHE)电位区域内将 出现氢原子吸附峰，通过吸附峰的电量 可以算出电极的表面积，但应扣去双电 层的充电电量。该电量一般按 120μCcm2计算。 恒电位方波法测量电极真实表面积 C S= C C 20uF/cm =0 图2电位阶跃法中所记录的电流波形 8
8 0. 一些基本概念 电极面积和电流密度：
0.一些基本概念 电子神技女学 of Chim 电化学窗口： 指某种工作电极在惰性电解质中，阳极化反应 时的最负电位到阴极化反应时的最正电位之间的电 位范围 0 1molLH,SO4(Pt) 铂电极 pH7 Buffer(Pt) 6420246 H imolLNaOH(Pt) 1molIH,SO4(Hg) 汞电极 H1molIKCl(Hg) H1molINaOH(Hg) H0.1molIEt4oHHg) 碳电极、 H1molIHCIO4(C) 12 0.1molLKCl(C) 16 43 +2 1 -2 4.0 -3.0 20 -10 1.0 2.0 3.0 4.0 V-VS SCE Potential /V 采用惰性电极做CV扫描，此方法测量出的电化学窗口是一个约数，和 实际应用中的略有差异（工作电极、参比电极等） 9
9 0. 一些基本概念 电化学窗口： 采用惰性电极做CV扫描，此方法测量出的电化学窗口是一个约数，和 实际应用中的略有差异（工作电极、参比电极等）
电化学研究方法
电化学研究方法