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  • 實(shí)驗(yàn)室電化學(xué)工作站的發(fā)展歷程

    發(fā)布于 2014/08/22閱讀(1406)來源 hj1

    摘要

    實(shí)驗(yàn)室電化學(xué)工作站的發(fā)展歷程

    內(nèi)容

    實(shí)驗(yàn)室電化學(xué)工作站的發(fā)展歷程

         電化學(xué)工作站是電化學(xué)測量系統(tǒng)的簡稱,是電化學(xué)研究和教學(xué)常用的測量設(shè)備。將這種測量系統(tǒng)組成一臺整機(jī),內(nèi)含快速數(shù)字信號發(fā)生器、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電位電流信號濾波器、多級信號增益、IR降補(bǔ)償電路以及恒電位儀、恒電流儀。可直接用于超微電極上的穩(wěn)態(tài)電流測量。
      
      如果與微電流放大器及屏蔽箱連接,可測量1pA或更低的電流。如果與大電流放大器連接,電流范圍可拓寬為±2A。某些實(shí)驗(yàn)方法的時間尺度的數(shù)量級可達(dá)l0倍,動態(tài)范圍極為寬廣。可進(jìn)行循環(huán)伏安法、交流阻抗法、交流伏安法等測量。工作站可以同時進(jìn)行四電極的工作方式。四電極可用于液/液界面電化學(xué)測量,對于大電流或低阻抗電解池(例如電池)也十分重要,可消除由于電纜和接觸電阻引起的測量誤差。儀器還有外部信號輸入通道,可在記錄電化學(xué)信號的同時記錄外部輸入的電壓信號,例如光譜信號等。這對光譜電化學(xué)等實(shí)驗(yàn)極為方便。
      
      電化學(xué)工作站已經(jīng)是商品化的產(chǎn)品,不同廠商提供的不同型號的產(chǎn)品具有不同的電化學(xué)測量技術(shù)和功能,但基本的硬件參數(shù)指標(biāo)和軟件性能是相同的。
      
      電化學(xué)是研究電和化學(xué)反應(yīng)相互關(guān)系的科學(xué)。電和化學(xué)反應(yīng)相互作用可通過電池來完成,也可利用高壓靜電放電來實(shí)現(xiàn),二者統(tǒng)稱電化學(xué),后者為電化學(xué)的一個分支,稱放電化學(xué)。因而電化學(xué)往往專指“電池的科學(xué)”。1791年伽伐尼發(fā)表了金屬能使蛙腿肌肉抽縮的“動物電”現(xiàn)象,一般認(rèn)為這是電化學(xué)的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基礎(chǔ)上發(fā)明了用不同的金屬片夾濕紙組成的“電堆”,即現(xiàn)今所謂“伏打堆”。這是化學(xué)電源的雛型。在直流電機(jī)發(fā)明以前,各種化學(xué)電源是唯一能提供恒穩(wěn)電流的電源。1834年法拉第電解定律的發(fā)現(xiàn)為電化學(xué)奠定了定量基礎(chǔ)。
      
      19世紀(jì)下半葉,經(jīng)過赫爾姆霍茲和吉布斯的工作,賦于電池的“起電力”以明確的熱力學(xué)定義;1889年能斯特用熱力學(xué)導(dǎo)出了參與電極反應(yīng)的物質(zhì)濃度與電極電勢的關(guān)系,即著名的能斯脫公式;1923年德拜和休克爾提出了被人們普遍接受的強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液靜電理論,大大的促進(jìn)了電化學(xué)在理論探討和實(shí)驗(yàn)方法方面的發(fā)展。
      
      20世紀(jì)40年代以后,電化學(xué)暫態(tài)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展、電化學(xué)方法與光學(xué)和表面技術(shù)的聯(lián)用,使人們可以研究快速和復(fù)雜的電極反應(yīng),提供電極界面上分子的信息。電化學(xué)一直是物理化學(xué)中比較活躍的分支學(xué)科,它的發(fā)展與固體物理、催化、生命科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展相互促進(jìn)、相互滲透。

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