便攜式電化學(xué)工作站概述

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可直接用于超微電極上的穩(wěn)態(tài)電流測(cè)量。如果與微電流放大器及屏蔽箱連接，可測(cè)量1pA或更低的電流。如果與大電流放大器連接，電流范圍可拓寬為±100A。某些實(shí)驗(yàn)方法的時(shí)間尺度的數(shù)量級(jí)可達(dá)l0倍，動(dòng)態(tài)范圍極為寬廣，一些工作站甚至沒有時(shí)間記錄的限制。可進(jìn)行循環(huán)伏安法、交流阻抗法、交流伏安法、電流滴定、電位滴定等測(cè)量。工作站可以同時(shí)進(jìn)行兩電極、三電極及四電極的工作方式。四電極可用于液/液界面電化學(xué)測(cè)量，對(duì)于大電流或低阻抗電解池(例如電池)也十分重要，可由于電纜和接觸電阻引起的測(cè)量誤差。儀器還有外部信號(hào)輸入通道，可在記錄電化學(xué)信號(hào)的同時(shí)記錄外部輸入的電壓信號(hào)，例如光譜信號(hào)，快速動(dòng)力學(xué)反應(yīng)信號(hào)等。這對(duì)光譜電化學(xué)，電化學(xué)動(dòng)力學(xué)等實(shí)驗(yàn)極為方便。

電化學(xué)工作站的電極

電池由兩個(gè)電極和電極之間的電解質(zhì)構(gòu)成，因而電化學(xué)的研究?jī)?nèi)容應(yīng)包括兩個(gè)方面:一是電解質(zhì)的研究，即電解質(zhì)學(xué)，其中包括電解質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)、離子的傳輸性質(zhì)、參與反應(yīng)離子的平衡性質(zhì)等，其中電解質(zhì)溶液的物理化學(xué)研究常稱作電解質(zhì)溶液理論;另一方面是電極的研究，即電極學(xué)，其中包括電極的平衡性質(zhì)和通電后的極化性質(zhì)，也就是電極和電解質(zhì)界面上的電化學(xué)行為。電解質(zhì)學(xué)和電極學(xué)的研究都會(huì)涉及到化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

便攜式電化學(xué)工作站的動(dòng)物電

1791年伽伐尼發(fā)表了金屬能使蛙腿肌肉抽縮的'動(dòng)物電'現(xiàn)象，一般認(rèn)為這是電化學(xué)的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基礎(chǔ)上發(fā)明了用不同的金屬片夾濕紙組成的'電堆'，即現(xiàn)今所謂'伏打堆'。這是化學(xué)電源的雛型。在直流電機(jī)發(fā)明以前，各種化學(xué)電源是可提供恒穩(wěn)電流的電源。1834年法拉第電解定律的發(fā)現(xiàn)為電化學(xué)奠定了定量基礎(chǔ)。

19世紀(jì)下半葉，經(jīng)過赫爾姆霍茲和吉布斯的工作，賦于電池的'起電力'(今稱'電動(dòng)勢(shì)')以明確的熱力學(xué)含義;1889年能斯特用熱力學(xué)導(dǎo)出了參與電極反應(yīng)的物質(zhì)濃度與電極電勢(shì)的關(guān)系，即能斯特公式;1923年德拜提出了人們普遍接受的強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液靜電理論，大大促進(jìn)了電化學(xué)在理論探討和實(shí)驗(yàn)方法方面的發(fā)展。

20世紀(jì)40年代以后，電化學(xué)暫態(tài)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、電化學(xué)方法與光學(xué)和表面技術(shù)的聯(lián)用，使人們可以研究快速和復(fù)雜的電極反應(yīng)，可提供電極界面上分子的信息。電化學(xué)一直是物理化學(xué)中比較活躍的分支學(xué)科，它的發(fā)展與固體物理、催化、生命科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展相互促進(jìn)、相互滲透。