循環(huán)伏安法標(biāo)定電極試驗(yàn)報(bào)告

1、循環(huán)伏安法【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)和掌握循環(huán)伏安法的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。了解可逆波的循環(huán)伏安圖的特性以及測(cè)算玻碳電極的有效面積的方法?！緦?shí)驗(yàn)原理】循環(huán)伏安法是在固定面積的工作電極和參比電極之間加上對(duì)稱的三角波掃 描電壓（如圖1）,記錄工作電極上得到的電流與施加電位的關(guān)系曲線 （如圖2）, 即循環(huán)伏安圖。從伏安圖的波形、氧化還原峰電流的數(shù)值及其比值、 峰電位等可 以判斷電極反應(yīng)機(jī)理。>,、t/f圖】循環(huán)伏安法所施加的三角波電位-0圖2:循環(huán)伏安曲線（i E曲線）與汞電極相比，物質(zhì)在固體電極上伏安行為的重現(xiàn)性差，其原因與固體電極 的表面狀態(tài)直接有關(guān)，因而了解固體電極表面處理的方法和衡量電極表面被凈化 的

2、程度，以及測(cè)算電極有效表面積的方法， 是十分重要的。一般對(duì)這類(lèi)問(wèn)題要根 據(jù)固體電極材料不同而采取適當(dāng)?shù)姆椒ā?-/4-對(duì)丁碳電極，一般以Fe（CN）6的氧化還原行為作電化學(xué)探針。首先，固體 電極表面的第一步處理是進(jìn)行機(jī)械研磨、 拋光至鏡面程度。通常用丁拋光電極的 材料有金鋼砂、CeO2、ZrO2、MgO和a -Al 2O3粉及其拋光液。拋光時(shí)總是按拋 光劑粒度降低的順序依次進(jìn)行研磨，如對(duì)新的電極表面先經(jīng)金鋼砂紙粗研和細(xì)磨 后，再用一定粒度的a -Al 2O3粉在拋光布上進(jìn)行拋光。拋光后先洗去表面污物， 再移入超聲水浴中活洗，每次23分鐘，重復(fù)三次，直至活洗干凈。最后用乙 醇、稀酸和水徹底洗滌，

3、得到一個(gè)平滑光潔的、新鮮的電極表面。將處理好的碳電極放入含一定濃度的K3Fe（CN）6和支持電解質(zhì)的水溶液中，觀察其伏安曲線。如得到如圖2所示的曲線，其陰、陽(yáng)極峰對(duì)稱，兩峰的電流值相等（ipc /ipa=1）, 峰峰電位差 Ep約為70 mV （理論值約59/n mV）,即說(shuō)明電極表面已處理好， 否則需重新拋光，直到達(dá)到要求。有關(guān)電極有效表面積的計(jì)算，可根據(jù) Randles-Sevcik公式：5 3/21/2 1/2在 25 C 時(shí)，ip=（2.69 10 ）n ADo v Co其中A為電極的有效面積（cm）, Do為反應(yīng)物的擴(kuò)散系數(shù)（cm/s）, n為電極反應(yīng) 的電子轉(zhuǎn)移數(shù)，v為掃速（V/s

4、）, Co為反應(yīng)物的濃度（mol/cm ）, ip為峰電流（A）?！緝x器和試劑】1. CHI 660D電化學(xué)系統(tǒng)，玻碳電極（d = 4mm）為工作電極，銀/氯化銀電極 為參比電極，鉗片電極為輔助電極；2. 固體鐵袱化鉀、H2SO4溶液、高純水；3. 100 mL容量瓶、50 mL燒杯、玻棒?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1. 配制5 mM K3Fe（CN）6溶液（含0.5 M H2SO4）,倒適量溶液至電解杯中；2. 將玻碳電極在麋皮上用拋光粉拋光后，再用蒸僻水活洗干凈；3. 依次接上工作電極（綠）、參比電極（白）和輔助電極（紅）；4. 開(kāi)啟電化學(xué)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)電化學(xué)程序，在菜單中依次選擇Setup

5、s Technique CV、Parameter,輸入以下參數(shù)：Init E (V)0.8 VSegment2High E (V)0.8 VSmpl Interval (V)0.001Low E (V)-0.2 VQuiet Time (s)2Scan Rate (V/s)0.02 VSensitivity (A/V)5e-55. 點(diǎn)擊Run開(kāi)始掃描，將實(shí)驗(yàn)圖存盤(pán)后，記錄氧化還原峰電位Epc、Epa及峰電流煩、如6. 改變掃速為0.05、0.1和0.2 V/s,分別作循環(huán)伏安圖；7. 將4個(gè)循環(huán)伏安圖疊加比較；【數(shù)據(jù)處理】1.從以上所作的循環(huán)伏安圖上分別求出Epc, Epa, Mipc,ipa,ipc/ipa等參數(shù)，并列表表小0體系Scan Rate (V/s)EpcEpa Epipcipai pc/i pa5 mMK3Fe(CN)60.020.050.10.21/2 一2. 在軟件Origin下以氧化還原峰電流Ipc、Ipa分別與掃速的平方根v作圖， 求算線性相關(guān)系數(shù)R。1/23. 根據(jù)y與掃速的平方根v作圖得到的線性回歸方程，計(jì)算所使用的玻碳電pc-5極的有效面積。(所用參數(shù)：電子轉(zhuǎn)移數(shù) n=1, K3Fe(CN)6的擴(kuò)散系數(shù)D°=1X102cm /s)【思考題】1. 從循環(huán)伏安圖可以測(cè)定那些電極反應(yīng)的參數(shù)？從這些參數(shù)如何判斷電極反