循環(huán)伏安技術(shù)的原理及應(yīng)用---電化學(xué)基礎(chǔ)

1、循環(huán)伏安技術(shù)摘要：簡(jiǎn)單介紹了電化學(xué)測(cè)試的一些基本知識(shí)，并重點(diǎn)介紹了一種最常見(jiàn)、最重要的電化學(xué)測(cè)試技術(shù)-循環(huán)伏安技術(shù)。分別從循環(huán)伏安技術(shù)的發(fā)展、原理及應(yīng)用方面對(duì)其進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞：電化學(xué)測(cè)試，循環(huán)伏安，原理，應(yīng)用1 電化學(xué)測(cè)試的基本知識(shí)電極電勢(shì)、通過(guò)電極的電流是表征復(fù)雜的微觀電極過(guò)程特點(diǎn)的宏觀物理量。電化學(xué)測(cè)量的主要任務(wù)是通過(guò)測(cè)量包含電極過(guò)程各種動(dòng)力學(xué)信息的電勢(shì)、電流兩個(gè)物理量，研究它們?cè)诟鞣N極化信號(hào)激勵(lì)下的變化關(guān)系，從而研究電極過(guò)程的各個(gè)基本過(guò)程。基于電化學(xué)的測(cè)量規(guī)律、按照對(duì)應(yīng)出現(xiàn)的時(shí)間順序，電化學(xué)測(cè)量大致可以分為三類(lèi)。第一類(lèi)是電化學(xué)熱力學(xué)性質(zhì)的測(cè)量方法，基于Nernst方程、電勢(shì)-pH圖、

2、法拉第定律等熱力學(xué)規(guī)律；第二類(lèi)是依靠單純電極電勢(shì)、極化電流的控制和測(cè)量進(jìn)行的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的測(cè)量方法，研究電極過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理，測(cè)定過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)；第三類(lèi)是在電極電勢(shì)、極化電流的控制和測(cè)量的同時(shí)，結(jié)合光譜波譜技術(shù)、掃描探針顯微技術(shù)，引入光學(xué)信號(hào)等其他參量的測(cè)量，研究體系電化學(xué)性質(zhì)的測(cè)量方法。在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，電極中包括四個(gè)基本過(guò)程：1）電荷傳遞過(guò)程（charge transfer process）：電化學(xué)步驟。2）擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程（diffusion process）：主要是指反應(yīng)物和產(chǎn)物在電極界面靜止液層中的擴(kuò)散過(guò)程。3）電極界面雙電層的充電過(guò)程（charging process of elect

3、ric double layer）：非法拉第過(guò)程。4）電荷遷移過(guò)程（migration process）：主要是溶液中離子的電遷移過(guò)程，也稱(chēng)為離子導(dǎo)電過(guò)程。另外，還可能有電極表面的吸脫附過(guò)程、電結(jié)晶過(guò)程、伴隨電化學(xué)反應(yīng)的均相化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。因此，要進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量，研究某一個(gè)基本過(guò)程，就必須控制實(shí)驗(yàn)條件，突出主要矛盾，使該過(guò)程在電極總過(guò)程中占據(jù)主導(dǎo)地位，降低或消除其它基本過(guò)程的影響，通過(guò)研究總的電極過(guò)程研究這一基本過(guò)程，這就是電化學(xué)測(cè)量的基本原則。電化學(xué)測(cè)量的主要分為三個(gè)步驟：1）實(shí)驗(yàn)條件控制；2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量；3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果解析。在電化學(xué)測(cè)試中，一般采用三電極體系進(jìn)行測(cè)量。圖1 三電極體系電路示

4、意圖由圖可知：電解池由三個(gè)電極組成。W代表研究電極（indicator electrode），也稱(chēng)為工作電極（working electrode，WE）。研究電極的電極過(guò)程是實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象。R代表參比電極（reference electrode，RE），是電極電勢(shì)的比較標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)確定研究電極的電勢(shì)。C代表輔助電極（auxiliary electrode），也稱(chēng)為對(duì)電極（counter electrode，CE），用來(lái)通過(guò)極化電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)研究電極的極化。P代表極化電源，為研究電極提供極化電流；mA代表電流表，用于測(cè)量電流；V為測(cè)量或控制電極電勢(shì)的儀器。P、mA和輔助電極、研究電極構(gòu)成了左側(cè)的回路

5、，稱(chēng)為極化回路。在極化回路中有極化電流流過(guò)，可對(duì)極化電流進(jìn)行測(cè)量和控制。V、參比電極和研究電極構(gòu)成了右側(cè)的回路，稱(chēng)為測(cè)量控制回路。在測(cè)量控制回路中，對(duì)研究電極的電勢(shì)進(jìn)行測(cè)量和控制，由于回路中沒(méi)有極化電流流過(guò)，只有極小的測(cè)量電流，所以不會(huì)對(duì)研究電極的極化狀態(tài)、參比電極的穩(wěn)定性造成干擾?？梢?jiàn)，在電化學(xué)測(cè)量中采用三電極體系，既可使研究電極界面上通過(guò)極化電流，又不妨礙研究電極的電極電勢(shì)的控制和測(cè)量，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)電流和電勢(shì)的控制和測(cè)量。因此在絕大多數(shù)的情況下,總是采用三電極體系進(jìn)行測(cè)量。2 循環(huán)伏安技術(shù)簡(jiǎn)介1922年前捷克斯洛伐克人海洛夫斯基（Jaroslav Heyrovsky）以滴求電極為工作電極

6、首先發(fā)現(xiàn)極譜現(xiàn)象，并因此于1959年獲諾貝爾獎(jiǎng)。極譜法通過(guò)測(cè)定電解過(guò)程中所得到的電流-電位曲線(xiàn)來(lái)進(jìn)行定性和定量分析，具有迅速、靈敏的特點(diǎn)。伏安法是由極譜法發(fā)展而來(lái)的，是主要用于電極過(guò)程研究的一種非分析的技術(shù)手段，如可用于各種介質(zhì)中的氧化還原過(guò)程、表面吸附過(guò)程以及化學(xué)修飾電極表面電子轉(zhuǎn)移機(jī)制研究等。20世紀(jì)60年代中期，電子技術(shù)得到快速發(fā)展，低成本的電子放大裝置出現(xiàn)，經(jīng)典伏安法得到很大改進(jìn)，提高了伏安法的選擇性和靈敏度，形成了恒電位儀、信號(hào)發(fā)生器、電化學(xué)分析測(cè)試系統(tǒng)等電化學(xué)分析、測(cè)試、研究的基本工具。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電化學(xué)分析測(cè)試系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)使用，發(fā)展了各式各樣的電化學(xué)工作站，結(jié)合各種譜學(xué)技

7、術(shù)，也形成了原位譜學(xué)循環(huán)伏安技術(shù)。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如果將施與電極上的電位隨時(shí)間按一定比例變化，即以一定速度進(jìn)行電位掃描，電極上將有電流產(chǎn)生。此電流與所施電位有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將此關(guān)系進(jìn)行記錄，從而進(jìn)行分析研究的方法稱(chēng)為電位掃描法。將此過(guò)程加以循環(huán)重復(fù)，從而測(cè)量電位-電流關(guān)系的方法，則稱(chēng)為循環(huán)伏安法，英文為cyclic voltammetry，簡(jiǎn)稱(chēng)CV。通常，測(cè)定開(kāi)始的初始電位設(shè)定在無(wú)法拉第電流產(chǎn)生處，即雙電層區(qū)內(nèi)。根據(jù)電位循環(huán)的次數(shù)多少，循環(huán)伏安法又可分為單循環(huán)和多重循環(huán)。循環(huán)伏安法儀器簡(jiǎn)單，操作方便，可得到許多有關(guān)電極表面氧化還原反應(yīng)的電荷轉(zhuǎn)移、離子傳遞等信息，因此，它是電化學(xué)分析方法中最常用

8、、最重要的一種，也是目前多種型號(hào)電化學(xué)掃描隧道顯微鏡具備的主要電化學(xué)測(cè)試功能。該方法使用的圖譜解析直觀，廣泛地應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域。3 循環(huán)伏安法的基本原理3.1 三電極體系及其工作原理三電極體系包括：工作電極（Work electrode，或稱(chēng)研究電極）、參比電極(Reference electrode，RE）和輔助電極（Counter electrode，CE，或稱(chēng)對(duì)電極）。采用三電極體系可以對(duì)工作電極進(jìn)行極化又不妨礙對(duì)其電極電勢(shì)的控制和測(cè)量，如圖2所示。圖2 循環(huán)伏安測(cè)試的三電極體系示意圖在絕大多數(shù)電化學(xué)測(cè)量中要采用三電極體系，循環(huán)伏安測(cè)試中也不例外，不能

9、僅使用一個(gè)輔助電極與工作電極既構(gòu)成極化回路又控制工作電極的電位。其原因在于，極化過(guò)程中工作電極、輔助電極的電位在發(fā)生變化，且極化電流在工作電極和輔助電極之間大段溶液上產(chǎn)生的歐姆電位降也會(huì)附加到被測(cè)的電極電勢(shì)上。因此，除工作電極和輔助電極間用于通過(guò)極化電流外，必須引入第三個(gè)、具有穩(wěn)定電極電位的電極作為參比電極，用以控制和測(cè)量工作電極的電位。在某些情況下，如果可以確定輔助電極的電極電位在測(cè)試過(guò)程中不發(fā)生變化或變化可以忽略不計(jì)，此時(shí)可以不必使用參比電極，即構(gòu)成了所謂的雙電極測(cè)試系統(tǒng)。恒電位儀相連的工作電極一般接地，所控制的工作電極電位通過(guò)一個(gè)電位跟隨器施加在參比電極上，反應(yīng)產(chǎn)生的電流將通過(guò)輔助電極形

10、成回路而被檢測(cè)。通過(guò)對(duì)電位跟隨器施加一三角波或方波電位波形，可以開(kāi)展電化學(xué)循環(huán)伏安或階躍電位研究。為了保證儀器的正常工作，工作電極和輔助電極兩電極皆不能斷開(kāi)，否則將造成電子線(xiàn)路的開(kāi)環(huán)增益，使儀器超載。3.2 循環(huán)伏安法原理循環(huán)伏安法（cyclic voltammetry，簡(jiǎn)稱(chēng)CV）是指在電極上施加一個(gè)掃描速度v恒定的線(xiàn)性?huà)呙桦妷?，?dāng)達(dá)到所設(shè)定的回掃電位時(shí)，再反向回歸至設(shè)定的終止電位。如將以圖3所示的等腰三角形的脈沖電壓（三角波）施加在工作電極上，得到的電流-電壓曲線(xiàn)（圖4）稱(chēng)為循環(huán)伏安曲線(xiàn)（Cyclic voltammograms）。圖3 循環(huán)伏安法中電位與時(shí)間的關(guān)系循環(huán)伏安曲線(xiàn)包括兩個(gè)分支，

11、如果前半部分電位向陰極方向掃描，電活性物種在電極上發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生還原波，那么后半部分電位反轉(zhuǎn)向陽(yáng)極方向掃描時(shí)，還原產(chǎn)物又會(huì)重新在電極上被氧化，產(chǎn)生氧化波。因此一次三角波掃描，完成一個(gè)還原和氧化過(guò)程的循環(huán)。圖4 典型的循環(huán)伏安曲線(xiàn)圖循環(huán)伏安法是將循環(huán)變化的電壓施加于工作電極和參比電極之間，當(dāng)?shù)竭_(dá)某設(shè)定的終止電位后，再反向回掃至某設(shè)定的起始電壓，并記錄工作電極上得到的電流與施加電壓的關(guān)系。當(dāng)對(duì)工作電極施加掃描電壓時(shí)，將產(chǎn)生響應(yīng)電流，以電流對(duì)電位作圖，稱(chēng)為循環(huán)伏安圖。（假設(shè)溶液中有電活性物質(zhì)）則電極上發(fā)生如下電極反應(yīng)：正向掃描時(shí)，電極上將發(fā)生還原反應(yīng)：O + n e- = R反向回掃時(shí)，電極上生

12、成的還原態(tài)R將發(fā)生氧化反應(yīng)：R = O + n e-設(shè)電極反應(yīng)為，式中O表示氧化態(tài)物質(zhì)，R表示還原態(tài)物質(zhì)，當(dāng)擾動(dòng)信號(hào)為一三角波電位（a）時(shí)，所得的典型循環(huán)伏安圖如（b）所示。圖（a）中為起掃電位，為反掃電位，當(dāng)電位從掃至?xí)r稱(chēng)正向掃描，為陰極過(guò)程，電位從掃至?xí)r稱(chēng)反向掃描，為陽(yáng)極過(guò)程。從電位開(kāi)始掃描時(shí)，開(kāi)始只有非法拉第充電電流，當(dāng)電位向負(fù)方向增大到一定值時(shí)，反應(yīng)物開(kāi)始在電極表面發(fā)生還原反應(yīng)，電極表面反應(yīng)物濃度下降，引起電極表面擴(kuò)散電流增大，電流隨電位的增加而上升。當(dāng)電位增加到某一值時(shí)，擴(kuò)散電流達(dá)到最大值，出現(xiàn)陰極峰電流ipc，這時(shí)電極表面反應(yīng)物濃度已經(jīng)下降到0，當(dāng)電位繼續(xù)向負(fù)方向增大時(shí)，由于溶液內(nèi)

13、部的反應(yīng)物會(huì)向電極表面擴(kuò)散，使擴(kuò)散層厚度增加，這時(shí)電流開(kāi)始下降，因而出現(xiàn)了具有峰電流的電流-電位曲線(xiàn)。當(dāng)正向掃描電位達(dá)到三角波的頂點(diǎn)時(shí)，改為反向掃描，電位向正方向移動(dòng)。此時(shí)電極附近，積聚的還原態(tài)產(chǎn)物R隨著電位的正移而逐漸被氧化，其過(guò)程與正向掃描相似，隨著電位逐漸增加陽(yáng)極電流不斷增大，陽(yáng)極電流達(dá)到最大值后，同樣出現(xiàn)電流衰減。因此反向掃描同樣出現(xiàn)陽(yáng)極峰電流ipa，整個(gè)掃描過(guò)程則形成如圖b所示的循環(huán)曲線(xiàn)，陰極峰電流ipc與陽(yáng)極峰電流ipa所對(duì)應(yīng)的電位稱(chēng)為陰極峰電位Epc()及陽(yáng)極峰電位Epa()。陰極峰電流ipc是峰位置相對(duì)于零電位基線(xiàn)（I=0）的高度。而陽(yáng)極峰電流由于反掃是從換向電位處開(kāi)始的，而處

14、的陰極電流并未衰減到零，因此陽(yáng)極峰電流的讀數(shù)應(yīng)以陰極電流的衰減線(xiàn)的外延為基線(xiàn)。其方法是在處開(kāi)始作陰極電流衰減線(xiàn)外延部分的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)，以對(duì)稱(chēng)線(xiàn)作為基線(xiàn)。如果實(shí)驗(yàn)測(cè)定有困難可以用計(jì)算法確定陽(yáng)極峰電流。即：式中：相對(duì)于零電流線(xiàn)為基線(xiàn)的陽(yáng)極峰電流；：電位為時(shí)所對(duì)應(yīng)的陰極電流。從循環(huán)伏安圖中可得到陽(yáng)極峰電流（ipa）、陽(yáng)極峰電位（Epa）、陰極峰電流（ipc）、陰極峰電位（Epc）等重要的參數(shù)，從而提供電活性物質(zhì)電極反應(yīng)過(guò)程的可逆性、化學(xué)反應(yīng)歷程、電極表面吸附等許多信息。峰電流可表示為：ip2.69×105×n3/2v1/2D1/2A c其中：ip為峰電流（A，安培）；n為電子轉(zhuǎn)移數(shù)；D

15、為擴(kuò)散系數(shù)（cm2·s-1）；v為電壓掃描速度（V·s-1）；A為電極面積（cm2）；c為被測(cè)物質(zhì)濃度（mol·L-1）。對(duì)于可逆體系，曲線(xiàn)上下對(duì)稱(chēng)，氧化峰電流ipa與還原峰電流ipc絕對(duì)值的比值等于1，即ipa / ipc 1氧化峰電位Epa與還原峰電位Epc電位差：EEpa Epc 2.2 （V）（T = 298 K）條件電位Eo：Eo根據(jù)峰電位、峰電流以及ip v1/2、ip c的關(guān)系，可判別電極反應(yīng)是否可逆。如果電活性物質(zhì)可逆性差，則氧化波與還原波的高度就不同，對(duì)稱(chēng)性也較差；如果電活性物質(zhì)可逆性好，則氧化波與還原波的高度相同，對(duì)稱(chēng)性較好。若只有一個(gè)氧化或還

16、原峰，電極過(guò)程即為不可逆，此不可逆體系中：E >56/n mv，iPa/iPc<1。此外，循環(huán)伏安法還可用于研究無(wú)機(jī)化合物電極過(guò)程的機(jī)理，有機(jī)化合物在滴汞電極上的還原過(guò)程和在鉑、碳電極上的氧化過(guò)程的機(jī)制，研究雙電層、吸附現(xiàn)象和電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。3.3循環(huán)伏安曲線(xiàn)的特征擴(kuò)散傳質(zhì)步驟控制的可逆體系對(duì)于反應(yīng)，對(duì)于平面電極，存在大量支持電解質(zhì)時(shí)，可以推導(dǎo)出25時(shí)反應(yīng)的峰電流表達(dá)式為：式中：陰極峰電流，A；S：電極面積，cm2；D0：反應(yīng)物O的擴(kuò)散系數(shù)，cm2/s；V：電位掃描速度，v/s；：反應(yīng)物初始濃度，即為溶液的本體濃度，mol/cm3。由上式看出，當(dāng)一定時(shí)，與成正比，當(dāng)V一定時(shí)，與成正

17、比。對(duì)于反應(yīng)產(chǎn)物R穩(wěn)定的可逆體系，其循環(huán)伏安圖的重要特征，即：=(mv)= （mv） （mv）其中：半峰電位；：極譜的半波電位。以作圖，為通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線(xiàn)，從直線(xiàn)的斜率可求出反應(yīng)粒子的擴(kuò)散系數(shù)D0。電化學(xué)步驟控制的完全不可逆體系對(duì)于完全不可逆反應(yīng)，反應(yīng)的峰電流可以表示為：式中為傳遞系數(shù)，其他參數(shù)與式相同，與可逆過(guò)程相同。當(dāng)一定時(shí)與成正比，當(dāng)V一定時(shí)與成正比。對(duì)于不可逆過(guò)程，由于逆反應(yīng)不能進(jìn)行，反向掃描時(shí)不會(huì)出現(xiàn)峰電流。不可逆過(guò)程其峰電位可表示為式中：標(biāo)準(zhǔn)平衡電極電位，V；K：標(biāo)準(zhǔn)速度常數(shù)，cm/s；V：掃描速度。從上式可以看出是掃描速度的函數(shù)，且掃描速度V每增加10倍，向負(fù)方向移動(dòng)mv（25

18、時(shí)）。當(dāng)n=1，=0.5時(shí)，（不可逆）=0.785（可逆）。將兩個(gè)峰電位的表達(dá)式聯(lián)立，可得出峰電流與峰電位的關(guān)系為：在不同的掃描速度下，以與作圖，由直線(xiàn)的斜率和截距求出和K。4 循環(huán)伏安法的應(yīng)用電極上發(fā)生的反應(yīng)過(guò)程有兩種類(lèi)型：一類(lèi)是有電荷經(jīng)過(guò)電極/溶液界面，由于電荷轉(zhuǎn)移而引起某種物質(zhì)的氧化或還原反應(yīng)時(shí)的過(guò)程，其規(guī)律符合法拉第定律 (Faraday于1833年提出，電極上通過(guò)的電量與電極反應(yīng)中反應(yīng)物的消耗量或產(chǎn)物的產(chǎn)量成正比、所引起的電流稱(chēng)為法拉第電流，與電極反應(yīng)速度有關(guān)；另一類(lèi)是在一定電位范圍內(nèi)，施加電位時(shí)，電極/溶液界面并不發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，僅僅是電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即雙電層的結(jié)構(gòu)

19、發(fā)生變化，例如吸附和脫附過(guò)程等，這種過(guò)程稱(chēng)為非法拉第過(guò)程。在此過(guò)程中，雖然電荷沒(méi)有越過(guò)電極/溶液界面，但電極電位、電極面積或溶液組成的變化都會(huì)引起外電流的流動(dòng)，其機(jī)理實(shí)際上是類(lèi)似于雙電層電容器的充電或放電，因此，這部分電流稱(chēng)為充放電電流或非法拉第電流，對(duì)電極/溶液界面這一性質(zhì)的測(cè)定，即雙電層電容的測(cè)定，對(duì)在電極表面產(chǎn)生的與吸附相關(guān)的研究，例如生物膜、自組裝、腐蝕等意義重大。從循環(huán)伏安法實(shí)驗(yàn)中，可以得到很多信息，它在電化學(xué)和電分析化學(xué)研究中，是應(yīng)用最廣泛的方法之一。它可用于測(cè)定電極電位，檢測(cè)電極反應(yīng)的前行和后行化學(xué)反應(yīng)以及估算電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)等。通過(guò)循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)，可有助于了解物質(zhì)氧化還原過(guò)程

20、和反應(yīng)機(jī)理。循環(huán)伏安法還可以用來(lái)推測(cè)某些物質(zhì)的界面行為。采用懸汞滴電極，獲得一系列循環(huán)伏安圖。若陰、陽(yáng)極峰電流隨時(shí)間逐漸增加，則表明該物質(zhì)在電極上吸附積累，陰、陽(yáng)峰電位十分接近表明它是一個(gè)表面過(guò)程，吸附物產(chǎn)生的電量（峰面積）可以用來(lái)計(jì)算表面覆蓋度。通過(guò)改變循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)中的掃描速度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的峰電流、峰電位、半峰電位等電要參數(shù)，研究電極反應(yīng)的性質(zhì)，判斷電極過(guò)程的可逆性，計(jì)算電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)參數(shù)。循環(huán)伏安法還可以獲得研究對(duì)象的反應(yīng)電位和平衡電位，一般表觀平衡電位可以用下式估算：循環(huán)伏安法也可以通過(guò)對(duì)電量-時(shí)間的積分用于估算反應(yīng)物種的量；根據(jù)曲線(xiàn)形狀尤艽是結(jié)合譜學(xué)電化學(xué)技術(shù)可以研究電極反應(yīng)的中間

21、產(chǎn)物、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶聯(lián)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)等；測(cè)量電極反應(yīng)參數(shù)，判斷其控制步驟和反應(yīng)機(jī)理，并觀察整個(gè)電勢(shì)掃描范圍內(nèi)可發(fā)生哪些反應(yīng)及其性質(zhì)如何。電化學(xué)反應(yīng)涉及到電子轉(zhuǎn)移步驟，由此產(chǎn)生能夠通過(guò)所謂的偶聯(lián)化學(xué)反應(yīng)迅速與介質(zhì)組分發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。循環(huán)伏安法的最大作用之一是可用于定性判斷這些和電極表面反應(yīng)偶聯(lián)的均相化學(xué)反應(yīng)。它能夠在正向掃描中產(chǎn)生某種物質(zhì)，在反向掃描以及隨后的循環(huán)伏安掃描中檢測(cè)其變化情況，這一切可在幾秒或更短的時(shí)間之內(nèi)完成。此外，通過(guò)改變電位掃描速率，可以在幾個(gè)數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)調(diào)整實(shí)驗(yàn)時(shí)間量程，由此可以估計(jì)各種反應(yīng)速率。4.1 循環(huán)伏安法應(yīng)用實(shí)例接下來(lái)我們以研究Fe(CN)63-/4-氧化還原偶電極反應(yīng)過(guò)程，測(cè)定氧化還原反應(yīng)參數(shù)為例，具體說(shuō)明循環(huán)伏安法在氧化還原反應(yīng)機(jī)理研究中的應(yīng)用。4.1.1 所需儀器：電化學(xué)工作站；電解池；工作電極-Pt絲電極；參比電極-飽和甘汞電極；對(duì)電極-Pt片電極。4.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟1）工作電極的預(yù)處理用Al2O3粉將鉑絲電極表面拋光，用去離子水清洗，分別用去離子水和無(wú)水乙醇超聲處理3-5 min，待用。工作電極表面必須仔細(xì)清洗，否則嚴(yán)重影響循環(huán)伏安曲線(xiàn)測(cè)量結(jié)果。2）背景溶液的循環(huán)伏安掃描在電解