电子化学阻抗谱的研究方法.ppt

时频转换法 (1) 扰动信号：振幅相同、相角随机的多频率正弦波叠加信号(电压) (2) 施加到研究对象，测量响应(电流) (3) 对施加信号和响应信号，进行傅立叶变换，得到频域信号，用频域信号运算得到对于频域的阻抗复数表示。 作业 1、什么是电化学交流阻抗方法 2、什么是Warburg阻抗 3、什么是Bode图和Nyquist图？ Z’ ~ Z’’/ ? 1/(?Z’’) ~ 1/(?/Z’) Y’、Y’’、Y 、P ~ log F Y’’/? ~ Y’/? log Y”、log Y’  ~ log F log Y ~ log F Y” ~ Y’ 三维Z”Z’ log F 总结 频率域分析提供了强大的工具 分析数据特征和电路元件并不总有一一对应关系(对相同数据，通过软件可以从数据中拟合出不同的电路) 和其它技术一样，其数据分析结果、得到的特征和结论，需要其它方法和技术研究的旁证和支持，才能弥补单一技术和数学分析的不足和缺陷，获得合理结果 参考资料 电极过程动力学导论, 查全性，科学出版社 电化学研究方法, 田昭武，科学出版社 A.J. 巴德, L.R. 福克纳, 电化学方法、基础和应用，化学工业出版社(2005) D. D. MACDONALD Transient techniques in electrochemistry Plenum Press, New York (1977) C. GABRIELLI, M. KEDDAM and J.F. LIZEE Frequency analysis of electrochemical step responses. Complex and operational impedances J. Electroanal. Chem., 205 (1986) p. 59 C. GABRIELLI, F. HUET, M. KEDDAM and J.F. LIZEE Measurement time versus accuracy trade-off analyzed for electrochemical impedance measurements by means of sine, white noise and step signals J. Electroanal. Chem., 138 (1982) p. 201-208 H. GOHR, M. MIRNIK and C.A. SHILLER Distortions of high frequency electrode impedance. Their causes and how to avoid them J. Electroanal. Chem., 180 (1984) p. 273-285 S.A.G.R. KARUNATHILAKA, R. BARTON, M. HUGHES and N.A. HAMPSON Faradaic impedance measurements of small magnitudes encountered in high capacity electrical storage cell J. Applied Electrochem., 15 (1985) p. 251-257 D. D. MACDONALD and M. URQUIDI-MACDONALD Application to Kramers-Kronig transforms in the analysis of electrochemical systems. 1. Polarization resistance J. Electrochem. Soc., 132(1985) p. 2316-2319 B.A. Boukamp, J. Electrochem. Soc. 142, 1885 (1995). 电化学交流阻抗研究方法 电化学交流阻抗方法是控制电极电势（或通过电极的电流）按正弦波规律随时间变化，测量获得电极体系的交流阻抗（导纳），在频域进行数据分析研究电极过程；一般采用小幅度正弦波交流电，电极电势的振幅限制在10mV以下，是一种微扰实验方法 电极过程 用由电阻与电容等模型元件串、并联组成的等效电路来模拟，获得特征参数 交流阻抗实验条件 交流阻抗实验一般采用小幅度正弦波交流电，电极电势的振幅限制在10mV以下，更严格时为5mV以下，是一种微扰实验方法 交流阻抗研究(频域区分): 双电层电容(吸附等) 电极过程动力学规律 电解池模型 电解池等效电路的简化条件 采用两个大面积电极而电流密度很小， Rr 和ZW很小、 Cd很大，等效电路简化为只由溶液电阻R1组成的