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東華分析——快速電流脈沖電化學(xué)方法

來(lái)源:江蘇東華分析儀器有限公司   2022年06月28日 08:52  

基本定義

快速電流脈沖是一種常用的電化學(xué)方法,可以應(yīng)用在電分析、電化學(xué)工程等多個(gè)研究領(lǐng)域。特別是2~5步的多電流脈沖技術(shù),由于其多實(shí)驗(yàn)參數(shù)的控制能力,常用于脈沖電沉積等快速電流脈沖實(shí)驗(yàn)。

就快速電流脈沖的電化學(xué)技術(shù)而言,因脈沖的步數(shù)多,周期短,響應(yīng)快,周期的數(shù)量多,采集的數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)采集頻率高等特點(diǎn),對(duì)電化學(xué)工作站提出了更高的要求。

激勵(lì)信號(hào)

基本信號(hào)

征本實(shí)驗(yàn)方法是通過(guò)對(duì)測(cè)試體系施加脈沖電流值,設(shè)置不同的脈沖寬度以及每點(diǎn)時(shí)間,進(jìn)行電壓信號(hào)采集。

圖1 快速電流脈沖的激勵(lì)信號(hào)

關(guān)鍵參數(shù)及一般應(yīng)用范圍

  • 脈沖數(shù):1~5;如選擇2,則可施加三個(gè)電流脈沖信號(hào)。

  • 電流1(mA):脈沖電流值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)使用的樣品或電極的表觀(guān)面積及相應(yīng)的電流密度設(shè)置;寬度(s):脈沖寬度。

  • 電流2(mA)、電流3(mA)、電流4(mA)、電流5(mA):同上;寬度(s):脈沖寬度。

  • 每點(diǎn)時(shí)間(s):表示采集每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)所用時(shí)間。

  • 循環(huán)次數(shù):1-1000000。

  • 全部點(diǎn)數(shù):每點(diǎn)時(shí)間×循環(huán)次數(shù)。

研究體系及實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)

ZHL-02鍍銀液,WE-Cu片(確定具體面積),CE+RE-Ag片。

改變周期長(zhǎng)度的對(duì)比

周期長(zhǎng)度10 s

  • 電流1:-45 mA,寬度:5 s;電流2:0 mA,寬度:5 s

  • 每點(diǎn)時(shí)間:0.01 s,循環(huán)次數(shù)60次

  • 占空比:1:1??偯}沖時(shí)間600 s

圖片

周期長(zhǎng)度10 s的快速電流脈沖曲線(xiàn);

圖片

選擇放大后的10個(gè)周期。

周期長(zhǎng)度5 s

  • 電流1:-45 mA,寬度:2.5 s;電流2:0 mA,寬度:2.5 s。

  • 每點(diǎn)時(shí)間:0.01 s,循環(huán)次數(shù)120次。

  • 占空比:1:1,總脈沖時(shí)間600 s。

    圖片

    周期長(zhǎng)度5 s的快速電流脈沖曲線(xiàn)

    圖片

    選擇放大后的10個(gè)周期

    周期長(zhǎng)度2.5 s

    圖片

    周期長(zhǎng)度2.5 s的快速電流脈沖曲線(xiàn)

    圖片

    選擇放大后的10個(gè)周期

    周期長(zhǎng)度0.5 s

    圖片

    周期長(zhǎng)度0.5 s的快速電流脈沖曲線(xiàn)

    圖片

    選擇放大后的10個(gè)周期

    周期長(zhǎng)度0.2 s

    圖片

    周期長(zhǎng)度0.2 s的快速電流脈沖曲線(xiàn)

    圖片

    選擇放大后的10個(gè)周期

    周期長(zhǎng)度0.1 s

    • 電流1:-45 mA,寬度:0.05 s;電流2:0 mA,寬度:0.05 s

    • 每點(diǎn)時(shí)間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)6000次

    • 占空比:1:1,總脈沖時(shí)間600 s


      周期長(zhǎng)度0.1 s的快速電流脈沖曲線(xiàn)

      選擇放大后的10個(gè)周期

      周期長(zhǎng)度0.05 s

    • 電流1:-45 mA,寬度:0.025 s;電流2:0 mA,寬度:0.025 s

    • 每點(diǎn)時(shí)間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)12000次

    • 占空比:1:1,總脈沖時(shí)間600 s

周期長(zhǎng)度0.05 s的快速電流脈沖曲線(xiàn)

選擇放大后的10個(gè)周期

            周期長(zhǎng)度0.01 s

  • 電流1:-45 mA,寬度:0.005 s;電流2:0 mA,寬度:0.005 s

  • 每點(diǎn)時(shí)間:0.0005 s,循環(huán)次數(shù)60000次

  • 占空比:1:1,總脈沖時(shí)間600 s


周期長(zhǎng)度0.01 s的快速電流脈沖曲線(xiàn)

選擇放大后的10個(gè)周期

      占空比4:1

  • 電流1:-45 mA,寬度:0.08 s;電流2:0 mA,寬度:0.02 s

  • 每點(diǎn)時(shí)間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

  • 周期長(zhǎng)度0.1 s,總脈沖時(shí)間360 s


占空比4:1的快速電流脈沖曲線(xiàn)

選擇放大后的10個(gè)周期

   占空比1.5:1

  • 電流1:-45 mA,寬度:0.06 s;電流2:0 mA,寬度:0.04 s

  • 每點(diǎn)時(shí)間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

  • 周期長(zhǎng)度0.1 s,總脈沖時(shí)間360 s


占空比1.5:1的快速電流脈沖曲線(xiàn)

圖片

選擇放大后的10個(gè)周期

占空比1:1

  • 電流1:-45 mA,寬度:0.05 s;電流2:0 mA,寬度:0.05 s

  • 每點(diǎn)時(shí)間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

  • 周期長(zhǎng)度0.1 s,總脈沖時(shí)間360 s

占空比1:1的快速電流脈沖曲線(xiàn)

圖片

選擇放大后的10個(gè)周期

占空比1:1.5

  • 電流1:-45 mA,寬度:0.04 s;電流2:0 mA,寬度:0.06 s

  • 每點(diǎn)時(shí)間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

  • 周期長(zhǎng)度0.1 s,總脈沖時(shí)間360 s

    圖片

    占空比1:1.5的快速電流脈沖曲線(xiàn)

    圖片

    選擇放大后的10個(gè)周期

占空比1:4

  • 電流1:-45 mA,寬度:0.02 s;電流2:0 mA,寬度:0.08 s

  • 每點(diǎn)時(shí)間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

  • 周期長(zhǎng)度0.1 s,總脈沖時(shí)間360 s

圖片

占空比1:4的快速電流脈沖曲線(xiàn)

圖片

選擇放大后的10個(gè)周期

其他應(yīng)用領(lǐng)域

快速電流脈沖技術(shù)還可以應(yīng)用在以下領(lǐng)域:環(huán)境污染物檢測(cè),如用于除去廢水中的金屬、檢測(cè)大氣顆粒物單顆水平;電池動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試、電池循環(huán)壽命測(cè)試;納米材料制備;電力電纜中故障排查;電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究,電極材料的組成、特性、金屬腐蝕等領(lǐng)域。



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