電化學(xué)阻抗譜

電化學(xué)阻抗譜第一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一問題

如何從電化學(xué)阻抗譜區(qū)分電極反應(yīng)是擴(kuò)散控制還是電化學(xué)反應(yīng)（電荷傳遞）控制？第二頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一電極反應(yīng)過程RoxRoxRoxRredRredRred吸附脫附雙電層電極e-本體溶液第三頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一電化學(xué)反應(yīng)步驟控制過程

如果電極過程由電化學(xué)反應(yīng)步驟（電荷傳遞過程）控制，擴(kuò)散過程引起的阻抗可以忽略，等效電路為：等效電路的阻抗：第四頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一電化學(xué)反應(yīng)步驟控制

實(shí)部虛部整理得：第五頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一電化學(xué)反應(yīng)步驟控制

電極過程的控制步驟為電化學(xué)反應(yīng)步驟時(shí)，Nyquist圖為半圓，據(jù)此可以判斷電極過程的控制步驟。從Nyquist圖上可以直接求出R和Rct。第六頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一擴(kuò)散控制的電極過程

理想擴(kuò)散過程實(shí)部與虛部數(shù)值相同，在復(fù)平面上為一條傾斜的直線，傾斜角為45°。Warburg阻抗第七頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一擴(kuò)散阻抗的直線可能偏離45，原因：電極表面很粗糙，以致擴(kuò)散過程部分相當(dāng)于球面擴(kuò)散除了電極電勢外，還有另外一個(gè)對阻抗頻響有影響的狀態(tài)變量，Warburg公式不適用。第八頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一電化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散過程混合控制

電極過程由電荷傳遞過程和擴(kuò)散過程共同控制，電化學(xué)極化和濃差極化同時(shí)存在時(shí)，則電化學(xué)系統(tǒng)的等效電路可簡單表示為：電路的阻抗：第九頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一實(shí)部：虛部：（1）低頻極限。當(dāng)足夠低時(shí)，實(shí)部和虛部簡化為：消去，得：電化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散過程混合控制第十頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一Nyquist圖上擴(kuò)散控制表現(xiàn)為傾斜角/4（45）的直線。（2）高頻極限。當(dāng)足夠高時(shí)，含-1/2項(xiàng)可忽略，于是：電荷傳遞過程為控制步驟時(shí)等效電路的阻抗Nyquist圖為半圓電化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散過程混合控制第十一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期一

電極過程由電荷傳遞和擴(kuò)散過程共同控制時(shí)，其Nyquist圖是由高頻區(qū)的一個(gè)半圓和低頻區(qū)的一條45度的直線構(gòu)成。高頻區(qū)為電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（電荷傳遞過程）控制，低頻區(qū)由電極反應(yīng)的反應(yīng)物或產(chǎn)物的擴(kuò)散控制。電化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散