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美國電化學(xué)工作站中電解池由哪些部分組成？

更新時(shí)間：2021-07-26瀏覽：2267次
　工作電極和參比電極都是電化學(xué)電解池里的組成部分，美國電化學(xué)工作站中通過(guò)向輔助電極或對電極中注入電流來(lái)控制工作電極和參比電極兩者間的電位差。工作電極是電壓受控恒定、電流可測量的一類(lèi)電極。在很多的物理電化學(xué)實(shí)驗中，工作電極通常采用惰性材料，比如金，鉑或者玻碳。在這些例子中，工作電極僅作為表面為電化學(xué)反應的發(fā)生提供場(chǎng)所。流經(jīng)參比電極的電流會(huì )改變它的電勢。在實(shí)際應用中，所有靜電計的輸入電流幾乎無(wú)限接近零，因此上述的現象通?？梢院雎?。帶寬和輸入阻抗，帶寬表征的是當靜電計被一個(gè)低阻抗源驅動(dòng)時(shí)，其可測得的AC頻率。靜電計的帶寬必須高于美國電化學(xué)工作站中中其他電子組成部分的帶寬。
　　美國電化學(xué)工作站中用工作電極，工作感應電極，對電極及參比電極導線(xiàn)與一個(gè)測試電解池相連，工作電極是用于學(xué)習電化學(xué)過(guò)程的電極，電解池內部的電勢通過(guò)參比和工作感應電極進(jìn)行測定，流經(jīng)兩個(gè)感應電極的電流進(jìn)行了小化。大電流了美國電化學(xué)工作站中的電流上限，跟外加電流和測試電流有關(guān)。這表示控制放大器不能驅動(dòng)更多的電流進(jìn)入電解池，相反地，I/E轉換器不能測量比大電流更高的電流值。在實(shí)際中，采用大量可跨越幾個(gè)數量級的不同的可切換電阻器。每一個(gè)電阻器決定了一個(gè)電流量程。越敏感的量程需要越多的電阻器。
　　在鈍化區內電位不斷上升，但電流密度基本不變，這說(shuō)明電極表面上的保護膜具有相當高的穩定性，使電極表面處于鈍化狀態(tài)，當電位正移到一定程度時(shí)，陽(yáng)極電流密度開(kāi)始迅速增大，說(shuō)明此時(shí)的電極電位已達到足以擊穿保護膜的程度，此電位即擊穿電位。美國電化學(xué)工作站中的電極的變化及其對級電容器影響的報道不多，研究方法多為三電極體系下對單電極進(jìn)行交流阻抗、循環(huán)伏安等電化學(xué)分析。而級電容器在工作中正負極發(fā)生著(zhù)不同的變化，與三電極體系單電極的電化學(xué)行為也有所不同。當美國電化學(xué)工作站中的電極電位偏離平衡電位時(shí)，電極表面聚集電荷增多，電荷擴散與雙電層形成速度開(kāi)始降低，斜率減小，可以看出負極減小速度大于正極，說(shuō)明負極表面雙電層的形成速度受電位的影響大于正極，此與負極充放電曲線(xiàn)斜率小于正極一致。在－0.3V下斜率小，此時(shí)負極充放電曲線(xiàn)開(kāi)始變得平緩，雙電層已難以形成。這也是充放電過(guò)程中負極電位范圍小于正極的原因。
　　有利于電沉積銅的電極過(guò)程，溶液pH升高時(shí)，穩定開(kāi)路電位變負，電沉積銅的陰極極化增大。美國電化學(xué)工作站中可以同時(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)測量，對于大電流或低阻抗電解池(例如電池)也十分重要，可消除由于電纜和接觸電阻引起的測量誤差。儀器還有外部信號輸入通道，可在記錄電化學(xué)信號的同時(shí)記錄外部輸入的電壓信號，例如光譜信號，快速動(dòng)力學(xué)反應信號等。這對光譜電化學(xué)，電化學(xué)動(dòng)力學(xué)等實(shí)驗極為方便。所研究的電化學(xué)反應不會(huì )因電極自身所發(fā)生的反應而受到影響，并且能夠在較大的電位區域中進(jìn)行測定，電極必須不與溶劑或電解液組分發(fā)生反應。當工作電極的面積非常小時(shí)，極化電流引起的輔助電極的極化可以忽略不計，即輔助電極的電勢在測量中始終穩定，此時(shí)輔助電極可以作為測量回路中的電勢基準，即可作為參比電極。
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