线性扫描伏安法的基本原理与伏安图解析

doi:10.3866/PKU.DXHX202005071

大学化学 >> 2021, Vol. 36 >> Issue (4): 2005071.doi: 10.3866/PKU.DXHX202005071

线性扫描伏安法的基本原理与伏安图解析

胡成国(), 华雨彤

武汉大学化学与分子科学学院, 武汉 430072

收稿日期:2020-05-27 录用日期:2020-07-08 发布日期:2020-07-13
通讯作者: 胡成国 E-mail:cghu@whu.edu.cn
作者简介:胡成国, cghu@whu.edu.cn

Principles of Linear Sweep Voltammetry and Interpretations of Voltammograms

Chengguo Hu(), Yutong Hua

College of Chemistry and Molecular Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072, China

Received:2020-05-27 Accepted:2020-07-08 Published:2020-07-13
Contact: Chengguo Hu E-mail:cghu@whu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

从线性扫描伏安法的定义和原理出发，通过考察伏安测试的装置和电极反应过程，推测出影响线性扫描伏安图形状的基本要素，即电极反应过程中的异相电子转移与液相传质之间的物质“供求关系”，决定了线性扫描伏安图的形状特征。在此基础上，结合一系列不同电化学测试条件下的伏安行为，如常规电极与超微电极、可逆与不可逆电极过程、静止电极与旋转圆盘电极以及电催化等，阐述了该“供求关系”对伏安图形状影响的基本规律，为理解线性扫描伏安法的基本原理和数据解析提供参考。

关键词: 线性扫描伏安法原理, 电极反应过程, 伏安图解析, 常规与超微电极, 可逆性, 旋转圆盘电极, 电催化反应

Abstract:

In this paper, we discussed the basic elements which affect the shape of linear sweep voltammograms in the reaction process on the electrode surface, that is, heterogeneous electron transfer and mass transfer in liquid phase. Derived from the basic definition and principle of voltammetry, the "supply-demand" mode between electron and mass transfer determines the characteristics of voltammograms. A series of voltammetric behaviors under different electrochemical testing conditions were discussed, including conventional electrodes and microelectrodes, reversible and irreversible electrode processes, stationary and rotating disk electrodes, and electrocatalysis. The basic laws that affect the shape of voltammograms provide a reference for understanding the fundamental principles of linear sweep voltammetry and data analysis.

Key words: Principle of linear sweep voltammetry, Electrode reaction process, Interpretation of voltammograms, Macro-and ultramicro-electrodes, Reversibility, Rotating disk electrode, Electrocatalytic reaction

MSC2000:

胡成国, 华雨彤. 线性扫描伏安法的基本原理与伏安图解析[J]. 大学化学, 2021, 36(4): 2005071.

Chengguo Hu, Yutong Hua. Principles of Linear Sweep Voltammetry and Interpretations of Voltammograms[J]. University Chemistry, 2021, 36(4): 2005071.

图/表 9

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

参考文献 11

1	武汉大学主编. 分析化学(下册), 第5版北京: 高等教育出版社, 2007, 12
2	Masek A. ; Chrzescijanska E. ; Zaborski M. Electrochim. Acta 2013, 107, 441. doi: 10.1016/j.electacta.2013.06.037
3	McGaw A. E. ; Swain G. M. Anal. Chim. Acta 2006, 575, 180. doi: 10.1016/j.aca.2006.05.094
4	Bard, A. J.; Faulkner, L. R. 电化学方法原理和应用. 第2版. 邵元华, 朱果逸, 董献堆, 张柏林, 译. 北京: 高等教育出版社, 2005: 3.
5	Reiss H. J. Phys. Chem. 1985, 89, 3783. doi: 10.1021/j100264a005
6	Heinze J. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1984, 23, 831. doi: 10.1002/anie.198408313
7	Dayton M. A. ; Brown J. C. ; Stutts K. J. ; Wightman R. M. Anal. Chem. 1980, 52, 946. doi: 10.1021/ac50056a040
8	Heinze J. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1991, 30, 170. doi: 10.1002/anie.199101701
9	Paulus U. A. ; Schmidt T. J. ; Gasteiger H. A. ; Behm R. J. J. Electroanal. Chem. 2001, 495, 134. doi: 10.1016/S0022-0728(00)00407-1
10	Qiu J. D. ; Zhou W. M. ; Guo J. ; Wang R. ; Liang R. P. Anal. Biochem. 2009, 385, 264. doi: 10.1016/j.ab.2008.12.002
11	Cass A. E. G. ; Davis G. ; Francis G. D. ; Hill H. A. O. Anal. Chem. 1984, 56, 667. doi: 10.1021/ac00268a018

[1]	纪敏, 孟长功, 姜文凤, 吴硕, 赵艳秋. 创一流：应用化学专业建设的改革与实践[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[2]	潘梅, 李超捷, 侯雅君, 苏成勇. Fe(II)-Pd(II)异金属有机分子笼的制备及其物化性能研究——推荐一个新颖的综合化学实验[J]. 大学化学, 0, (): 8-0.
[3]	李娇, 金谷, 李玲玲, 姚奇志, 刘红瑜, 王晓葵. 分析化学设计型实验考核方法的探索与实践[J]. 大学化学, 0, (): 9-0.
[4]	田昀, 马骁飞, 马亚鲁, 秦学. 无机化学与化学分析课程在线期末考试的探索与实践[J]. 大学化学, 0, (): 4-0.
[5]	余军霞, 周如意, 池汝安. 水铁矿负载甘蔗渣吸附磷酸根开放性综合化学实验[J]. 大学化学, 0, (): 2-0.
[6]	何蔓, 陈贝贝, 胡斌. 基于砷形态的分离/富集加深学生对“分布分数”的理解[J]. 大学化学, 0, (): 1-0.
[7]	李君, 张玲, 李丹, 曹忠, 陈平, 何婧琳. “XXT完全线上”教学模式在分析化学课程中的实践与思考[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[8]	万坚, 邓阳, 原弘, 佘能芳, 龚静鸣, 李永健, 温丽丽, 张文华, 郭能, 李武客, 彭浩, 徐晖, 王成刚. 新时代华中师范大学国家级一流化学专业建设的思考与实践[J]. 大学化学, 0, (): 4-0.
[9]	杨明瑜. “Hofmann-Löffler-Freytag”型反应合成吡咯烷类化合物的研究进展[J]. 大学化学, 0, (): 1-0.
[10]	何明宇, 李颖, 买买提江·依米提. 棉杆木质素提取及其对聚丙烯抗氧化性能分析的综合性实验[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[11]	陈玉清, 卓少华, 宁一诺. 化学生物学专业实验室线上服务平台建设[J]. 大学化学, 0, (): 2-0.
[12]	李永军, 王玉枝, 张晓兵, 范媛吉, 蔡炽, 陈淑云, 吴英鹏. 以“人才培养”为中心，全面推进一流专业建设[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[13]	李厚金, 李金珊, 陈六平. 过氧化氢：小分子，大作用[J]. 大学化学, 0, (): 3-0.
[14]	冯玲玲, 陈琼, 李玉梦, 梁景晗, 王舟. 蓝藻FBP/SBPase的制备及其与配体相互作用的分析——科研转化的化学生物学综合实验设计[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[15]	闫力强, 阮贵华, 李建平, 张连明, 聂瑾芳, 潘宏程. 国家级一流本科专业建设的问题与对策——以桂林理工大学应用化学专业为例[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.

线性扫描伏安法的基本原理与伏安图解析

Principles of Linear Sweep Voltammetry and Interpretations of Voltammograms

RichHTML

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献 11

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0