迭代法計(jì)算塔菲爾曲線動(dòng)力學(xué)參數(shù)

迭代法計(jì)算塔菲爾曲線動(dòng)力學(xué)參數(shù)1、tafel曲線轉(zhuǎn)化:圖1.1600rpm下O2飽和的HC1O4溶液中的極化曲線圖根據(jù)公式1/J=1/J+1/J，計(jì)算出動(dòng)力學(xué)電流密度J=J*J/(J-J)，將極,kd kdd化曲線轉(zhuǎn)化為tafel曲線，由電位E和Jk作圖可以得到tafel曲線：圖2.1600rpm下O2飽和的HClO4溶液中的tafel曲線圖2、迭代方程的建立:其中塔菲爾公式:轉(zhuǎn)化之后得到:2.303RT,, 2.303RT,.門=—lgi0+lgianF anF即E-E0=-blog(i0)+blog(i)，其中n=E-E0得到E=E0-blog(i0)+blog(i)，其中E為tafel曲線中的電位值，E。為平衡電極電位，b為tafel曲線斜率，i為動(dòng)力學(xué)電流。令E=y，log(i)=x，P1=E0，P2=b，P3=log(i0)，得到迭代方程：y=P1-P2*P3+P2*x3、 迭代擬合過程步驟：對(duì)y和x進(jìn)行迭代擬合，其中y為電位E，x為動(dòng)力學(xué)電流進(jìn)行對(duì)數(shù)運(yùn)算之后的值log(i)，在origin中利用advancdfittingtool進(jìn)行迭代擬合過程。擬合前需要先輸入P1、P2、P3的初值，其中P1的初值一般在onset電位和標(biāo)準(zhǔn)氧還原電位之間，P2的初值可以直接由選定區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合后得到再輸入迭代公式中，P3的初值一般在-7?-4之間，輸入完初值之后進(jìn)行自動(dòng)迭代直到得到的擬合曲線與原始數(shù)據(jù)重合為止就可得到P1，P2，P3的真實(shí)值。4、 計(jì)算過程：以Cu30Pt70為例，先從tafel曲線圖上選取0.65?0.69V之間的數(shù)據(jù)，輸入？1的初值1,P2的初值由線性擬合得到為-0.057V,P3的初值-5，迭代擬合后的曲線與原始數(shù)據(jù)重合后得到P1,P2,P3的真實(shí)值，從而得到E0=0.873V,b=57mV/dec,i0=2.51X10-5mA/cm2-1.4-1.3-1.2-1.1-1.0-0.9-0.8log(J/(mAcm-1.4-1.3-1.2-1.1-1.0-0.9-0.8log(J/(mAcm-2))k圖3.Cu30Pt70樣品的擬合曲線圖傳遞系數(shù)a通過公式a=-2.303RT 計(jì)算得到，其中Z為基元反應(yīng)ZFb電子數(shù)，其中在弱極化區(qū)Z取2,強(qiáng)極化區(qū)Z取10.0296 0.0591當(dāng)n=2時(shí)，a=-^，當(dāng)n=1時(shí)，a=f例如此時(shí)的n=2，b=-0.057V/dec時(shí)可以算得a=0.52按照同樣的方法可以算出各個(gè)樣品在不同極化區(qū)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

弱極化區(qū)得到的參數(shù)如下表樣品E0(V)(vs.SCE)-b(mV/dec)i。(mA/cm2)aCu75Pt250.843653.23*10-50.46Cu50Pt500.870633.47*10-50.47Cu40Pt600.878532.95*10-50.56Cu30Pt700.873572.51*10-50.52Pt/C0.867623.53*10-50.48強(qiáng)極化區(qū)得到的參數(shù)如下表樣品E0(V)(vs.SCE)-b(mV/dec)i0(mA/cm2)aCu75Pt251.1291253.47*10-50.47Cu50Pt501.1621235.24*10-50.48Cu40Pt601