電化學(xué)工作站CHI660D在材料物理課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用1指南

電化學(xué)工作站CHI660D在材料物理課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[1]第卷第期淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)１２３Ｖｏｌ．１２Ｎｏ．３年月２０１３６ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＵＡＩＢＥＩＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＡＮＤＴＥＣＨＮＩＣＡＬＣＯＬＬＥＧＥＪｕｎ．２０１３電化學(xué)工作站ＣＨＩ６６０Ｄ在材料物理課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，，，，代凱朱光平劉忠良劉親壯張永興（，）淮北師范大學(xué)安徽淮北２３５０００：，摘要簡介了電化學(xué)工作站ＣＨＩ６６０Ｄ的功能及其在淮北師范大學(xué)材料物理課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用旨在將先進(jìn)的電化，，、學(xué)工作站設(shè)備用于材料性能檢測促進(jìn)淮北師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)改革達(dá)到開拓學(xué)生視野提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的目的。：；；；關(guān)鍵詞電化學(xué)工作站材料物理實(shí)驗(yàn)研究中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）Ｇ６４２．０Ａ１６７１８２７５２０１３０３０１３４０２－－－”，０引言＋數(shù)據(jù)采集器＋實(shí)驗(yàn)軟件＋計(jì)算機(jī)構(gòu)成可直接用于超、、。大學(xué)本科教育體系包括專業(yè)技術(shù)知識(shí)的積累和實(shí)驗(yàn)級(jí)電容器材料的交流阻抗循環(huán)伏安充放電等測量、，ＣＨＩ６６０Ｄ電化學(xué)工作站能夠同時(shí)進(jìn)行兩電極三電極及四動(dòng)手能力的培養(yǎng)其中學(xué)習(xí)的各種知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力已［，］１２，，電極體系測試的工作方式可將外部信號(hào)直接輸入通道成為決定本科生質(zhì)量的核心要素。教育是一個(gè)動(dòng)態(tài)過，在記錄超級(jí)電容器測試響應(yīng)信號(hào)的同時(shí)記錄外接電壓信程國家社會(huì)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的發(fā)展對(duì)教育提出了不斷增長的，“——”。，號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)性能測試記錄結(jié)果呈現(xiàn)的實(shí)時(shí)在線需求和挑戰(zhàn)這需要高等院校教育工作者與時(shí)俱進(jìn)加強(qiáng)，、。研究。應(yīng)用和實(shí)踐教育努力教導(dǎo)本科生們學(xué)以致用知行合一淮北師范大學(xué)材料物理課程設(shè)計(jì)是對(duì)材料物理專業(yè)本科１實(shí)驗(yàn)電極的制備、、、淮北師范大學(xué)材料物理課程設(shè)計(jì)一般采用三電極體生所學(xué)材料合成方法材料科學(xué)基礎(chǔ)材料結(jié)構(gòu)與物性材料分析與檢測等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用與實(shí)踐。它是系研究超級(jí)電容器。三電極體系分別為飽和甘汞參比電，、極、、通過一個(gè)新材料系統(tǒng)的研究幫助學(xué)生提出問題分析問對(duì)電極和活性材料與石墨聚偏氟乙１０ｍｍ×１０ｍｍＰｔ，烯的混合物壓制在泡沫鎳上的工作電極。電極電解液包題和解決問題將被動(dòng)的理論知識(shí)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)研究的［］３。，括不同濃度的、、、等溶液。將三電模式通過課程設(shè)計(jì)學(xué)生進(jìn)一步熟悉新功能材料的合ＮａＣｌＫＣｌＫＯＨＮａＳＯ２４，、、、極體系與電化學(xué)工作站特定引線連接最后通過成方法設(shè)計(jì)制備或典型材料的生產(chǎn)基礎(chǔ)表征手段等方ＣＨＩ６６０Ｄ，、、電化學(xué)工作站配給的專用軟件調(diào)控進(jìn)行活性電極材料性面的基本知識(shí)學(xué)會(huì)正確地分析思考構(gòu)建新設(shè)計(jì)和新知。、，、。能測試在課程設(shè)計(jì)中我們重點(diǎn)開展具有高電容長循環(huán)識(shí)培養(yǎng)解決實(shí)際問題獨(dú)立工作的能力和協(xié)同合作精神，使用壽命的納米活性電極材料的研究。近年來全球氣候變暖和能源問題使人們?nèi)找嬷匾暱稍偕茉吹睦谩８咝У哪芰績?chǔ)存和轉(zhuǎn)換技術(shù)是可再生２循環(huán)伏安法［］４能源利用和發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。超級(jí)電容器是利用，在超級(jí)電容器材料研究領(lǐng)域循環(huán)伏安法是一種重要［，］５６電化學(xué)雙電層原理解決上述問題的新型儲(chǔ)能器件。在，且非常便捷的研究手段它常用于研究吸附現(xiàn)象和電極過直流電壓的作用下，。超級(jí)電容器的極板與電解液的界面將程動(dòng)力學(xué)參數(shù)的研究在材料物理課程設(shè)計(jì)樣品的測試、，。，，形成荷電相反的非常薄的電荷層用來平衡內(nèi)電場正中我們通過控制電極電勢以脈沖電壓加在工作電極上電荷與負(fù)電荷在極板與電解液之間的接觸面上形成雙電，。進(jìn)行多次反復(fù)掃描掃描的圖形如圖所示我們可以通１層。以超級(jí)電容器材料和性能的研究作為大學(xué)本科課程過不同掃描速度研究電流的變化。如果在相對(duì)較大的掃，，，設(shè)計(jì)的內(nèi)容符合淮北師范大學(xué)材料物理類專業(yè)本科生要描速度下循環(huán)伏安曲線仍能保持良好的矩形形狀說明，，，；求能夠讓同學(xué)們了解當(dāng)前國際研究熱點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生科研所測試的超級(jí)電容器材料的內(nèi)阻小能夠耐大電流工作，。，，興趣掌握能源與環(huán)境相關(guān)知識(shí)否則所測試的超級(jí)電容器材料不適合大電流工作這種電化學(xué)工作站是研究超級(jí)電容的重要測試設(shè)備。淮材料就不能作為超級(jí)電容器的活性材料。如果循環(huán)伏安、，北師范大學(xué)材料物理專業(yè)課程設(shè)計(jì)中采用的是上海辰華曲線的氧化還原峰的高度不一致說明該材料的可逆性，“。，ＣＨＩ６６０Ｄ電化學(xué)工作站系統(tǒng)由電極電解槽＋測量系統(tǒng)非常差因此可以利用循環(huán)伏安曲線形狀定性地研究材收稿日期：２０１３０３１２－－：“”（：）基金項(xiàng)目本文系安徽省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目納米碳管薄膜電極的制備及其選擇性電吸附鈉離子性能的研究編號(hào)ＫＪ２０１２Ａ２５０階段性研究成果。：（），，，，。：。作者簡介代凱１９８０男安徽淮北人淮北師范大學(xué)副教授博士研究方向電化學(xué)－··１３４淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)年第期２０１３３料的比容量情況。比容量計(jì)算公式如下所示：超級(jí)電容器的電極材料電容量計(jì)算公式如下所示：（）４Ｉｔ４Ｉｔ－ｔＣ＝Δ×１００％＝２１×１００％ｐ（）ｔＵｍａ％Ｕ－Ｕｍａ％Δ１２（）３，采用碳納米管電極進(jìn)行恒流充電測試如圖所示根３（），／。據(jù)式３計(jì)算電容量達(dá)到７２Ｆｇ圖１循環(huán)伏安測試圖（）ｉｔ（）Ｃ＝１ｔ－（ＲＣ）ｍ１ｅ××－υ（）。通過式１可以研究比較各種材料的性能３交流阻抗圖３碳納米管電極充放電，在材料物理專業(yè)的課程設(shè)計(jì)中電化學(xué)系統(tǒng)由三電極５小結(jié)，體系和無機(jī)鹽電解液兩部分組成可以通過采用交流阻抗，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天新材料的制備和研究成為衡法來研究界面電化學(xué)反應(yīng)對(duì)界面阻抗的影響。超級(jí)電容量我國科技水平的一個(gè)重要參考標(biāo)準(zhǔn)。電化學(xué)測試系統(tǒng)，器的電化學(xué)反應(yīng)是較為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)研究電化學(xué)過程實(shí)現(xiàn)了材料類專業(yè)本科生對(duì)于新材料的合成和在能源中由兩個(gè)部分圖譜組成：，。圖和圖如圖所示ＮｕｉｓｔＢｏｄｅ２ｙｑ，，應(yīng)用的教學(xué)整合能夠和社會(huì)需求緊密結(jié)合有效提高本科生的科技創(chuàng)新能力，為我國培養(yǎng)新材料類專業(yè)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才做出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：［］，趙春然朱孟正數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與傳統(tǒng)演１．ＤＩＳＬａｂ示實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究［］高師理科學(xué)刊，（）Ｊ．２０１１３１．［］楊曉鴻材料化學(xué)課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐［］廣東化工，２．Ｊ．（）２０１１３８．圖２交流阻抗測試中的［］段志英新媒體環(huán)境下大學(xué)生思想政治教育拓展研３．（）圖和（）圖ａＮｕｉｓｔｂＢｏｄｅｙｑ［］：，（）究長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)社會(huì)科學(xué)版Ｊ．２０１２２５．［］，，４Ｃ．Ｈ．ＷｕＹ．Ｈ．ＨｕｎＣ．Ｗ．ＨｏｎＯｎｌｉｎｅｓｕｅｒｇｇ－ｐ－（）（）其中圖是以阻抗虛部對(duì)阻抗實(shí)部Ｎｕｉｓｔ－Ｚ″Ｚ′ｙｑｃａａｃｉｔｏｒｄｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｓｆｏｒｅｎｅｒｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄｐｙｇｙ，。作的圖是最常用的阻抗數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式［］ｍａｎａｅｍｅｎｔＪ．ＥｎｅｒＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｅｇｇｙｇ－Ｂｏｄｅ圖表示阻抗幅模對(duì)數(shù)ｌｏＺ和相角對(duì)相同橫｜｜θｇ，（）ｍｅｎｔ２０１２１．坐標(biāo)頻率的對(duì)數(shù)。，ｌｏ在復(fù)雜溶液體系中參與的電化學(xué)ｇｆ［］，，５ＰａｒａｓｈｕｒａｍＢａｌｗａｎｔＫａｒａｎｄｉｋａｒＤｈａｎａｎａＢａｌｕＴａｌａｎｅｊｙｇ，。反應(yīng)過程往往不止一個(gè)說明存在著多個(gè)時(shí)間常數(shù)對(duì)于，ＵｄａＰｒａｋａｓｈｒａｏＭｈａｓｋａｒＲａｍｅｓｈＢａｎｓａｌ．Ｄｅｖｅｌｏ－ｙｐ，，圖而言由于其應(yīng)用的是線性軸區(qū)分這些時(shí)間常Ｎｕｉｓｔｙｑ，ｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａｕｅｏｕｓｍｅｔａｌｏｘｇｑ－，，，數(shù)就變得較為困難在這種情況下Ｂｏｄｅ圖就非常適用可［］，（）ｉｄｅｂａｓｅｄｓｕｅｒｃａａｃｉｔｏｒＪ．Ｅｎｅｒ２０１２１．ｐｐｇｙ以清晰地分辨每一個(gè)步驟。這就需要材料物理專業(yè)的學(xué)［］，，，６ＣｈａｎｚｈｏｕＹｕａｎＸｉａｏａｎＺｈａｎＱｕａｎｆｕＷｕＢｏｇｇｇｇ