电化学阻抗谱.ppt

OliverHeaviside首次将拉普拉斯变换方法应用到电子电路的瞬态响应，由此开创了阻抗谱的应用先河。——《TheElectrician》（1872年）——O.Heaviside,ElectricalPapers,volume1(NewYork:MacMillan,1894).——O.Heaviside,ElectricalPapers,volume2(NewYork:MacMillan,1894).概念：电感（inductance）,电容（capacitance）,阻抗（impedance），并应用到电子电路中。2023/5/24锁相放大器频谱分析仪可以获得的数据：给黑箱（电化学系统M）输入一个扰动函数X，它就会输出一个响应信号Y。用来描述扰动与响应之间关系的函数，称为传输函数G()。若系统的内部结构是线性的稳定结构，则输出信号就是扰动信号的线性函数。如果X为角频率为的正弦波电势信号，则Y即为角频率也为的正弦电流信号，此时，频响函数G()就称之为系统Ｍ的导纳（admittance)，用Y表示。log|Z|由于采用小幅度的正弦电势信号对系统进行微扰，电极上交替出现阳极和阴极过程，二者作用相反，因此，即使扰动信号长时间作用于电极，也不会导致极化现象的积累性发展和电极表面状态的积累性变化。因此EIS法是一种“准稳态方法”。由于电势和电流间存在线性关系，测量过程中电极处于准稳态，使得测量结果的数学处理简化。EIS是一种频率域测量方法，可测定的频率范围很宽，因而比常规电化学方法得到更多的动力学信息和电极界面结构信息。EIS测量的前提条件正弦电势信号：1复数的概念（3）虚数单位乘方2复数表示法（一）有关复数和电工学知识－复数（二）有关复数和电工学知识－电工学（二）有关复数和电工学知识－电工学（二）有关复数和电工学知识－电工学（二）有关复数和电工学知识－电工学V（二）有关复数和电工学知识－电工学（三）电解池的等效电路（三）电解池的等效电路（三）电解池的等效电路（四）理想极化电极的电化学阻抗谱（四）理想极化电极的电化学阻抗谱（四）理想极化电极的电化学阻抗谱（四）理想极化电极的电化学阻抗谱（五）溶液电阻可忽略时电化学极化的EISNyquist图Bode图时间常数（六）溶液电阻不可忽略时电化学极化的EISNyquist图Bode图（2）低频区（六）溶液电阻不可忽略时电化学极化的EIS补充内容补充内容补充内容（七）电化学极化和浓度极化同时存在的电极的EIS（七）电化学极化和浓度极化同时存在的电极的EIS（七）电化学极化和浓度极化同时存在的电极的EIS（七）电化学极化和浓度极化同时存在的电极的EIS（七）电化学极化和浓度极化同时存在的电极的EIS（七）电化学极化和浓度极化同时存在的电极的EIS（2）低频区Bode图（七）电化学极化和浓度极化同时存在的电极的EIS补充内容EIS谱图实例EIS谱图实例EIS谱图实例（八）阻抗谱中的半圆旋转现象（八）阻抗谱中的半圆旋转现象（八）阻抗谱中的半圆旋转现象（八）阻抗谱中的半圆旋转现象（八）阻抗谱中的半圆旋转现象（八）阻抗谱中的半圆旋转现象（八）阻抗谱中的半圆旋转现象（八）阻抗谱中的半圆旋转现象阻抗实验注意点阻抗实验注意点阻抗实验注意点阻抗实验注意点阻抗实验注意点（九）阻抗实验注意点和阻抗谱分析思路（九）阻抗实验注意点和阻抗谱分析思路（九）阻抗实验注意点和阻抗谱分析思路（九）阻抗实验注意点和阻抗谱分析思路（九）阻抗实验注意点和阻抗谱分析思路1在金属电沉积研究中的应用镀铜镀铜镀铬在合金电镀研究中的应用在复合镀研究中的应用在化学镀研究中的应用2在电化学反应机理和参数测量中的应用2在电化学反应机理和参数测量中的应用3在化学电源研究中的应用3在化学电源研究中的应用3在化学电源研究中的应用3在化学电源研究中的应用3在化学电源研究中的应用3在化学电源研究中的应用3在化学电源研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀科学研究中的应用4在腐蚀与防护中的应用研究不同镀层的钢材的腐蚀情况Adv.Mater.2006,18,1672-1678Chem.Mater.2007,19,402-411Adv.Funct.Mater.2008,18,3137-3147保护膜保护膜1