循環(huán)伏安是以線(xiàn)性?huà)呙璺卜ǖ碾娢粧呙璧筋^后,再回過(guò)頭來(lái)掃描到原來(lái)的起始電位值,所得的電流—電壓曲線(xiàn)為基礎(chǔ)的分析方法。掃描電壓呈等腰三角形。如果前半部掃描(電壓上升部分)為去極化劑在電極上被還原的陰極過(guò)程,則后半部掃描為還原產(chǎn)物重新被氧化的陽(yáng)極過(guò)程。一次三角波掃描完成一個(gè)還原過(guò)程和氧化過(guò)程的循環(huán),故稱(chēng)為循環(huán)伏安法。
在一個(gè)典型的循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)中,工作電極一般為浸在溶液中的固定電極。為了盡可能降低歐姆電阻,采用三電極系統(tǒng)。在三電極系統(tǒng)中,電流通過(guò)工作電極和對(duì)電極。工作電極電位是以一個(gè)分開(kāi)的參比電極為基準(zhǔn)的相對(duì)電位。
循環(huán)伏安為什么會(huì)有峰?
①雙電層不影響出峰:一般情況下循環(huán)伏安測(cè)得的電流響應(yīng)應(yīng)為法拉第電流和非法拉第電流之和。由于電位持續(xù)改變,因此總有電流對(duì)雙電層充電,非法拉第電流總是存在。在沒(méi)有電化學(xué)反應(yīng)的電位區(qū)間,測(cè)得的電流即為用于電極雙電層充電的非法拉第電流;當(dāng)電位變化,電極開(kāi)始發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí),由于加入了法拉第電流,通過(guò)電極的電流明顯增大。
②若電極反應(yīng)為O+ze=R
初始溶液中只含有O而不含有R,且掃描的起始電勢(shì)比O/R體系的標(biāo)準(zhǔn)平衡電勢(shì)更正,則開(kāi)始掃描一段時(shí)間內(nèi)電極上只有不大的充電電流通過(guò)。當(dāng)電極電勢(shì)接近φ平時(shí),O開(kāi)始在電極上還原,并隨著電勢(shì)變負(fù)出現(xiàn)越來(lái)越大的陰極電流;而當(dāng)陰極電勢(shì)顯著超越φ平后,又因表面層中反應(yīng)粒子的消耗使電流下降;因而得到具有峰值的曲線(xiàn)。當(dāng)掃描電勢(shì)達(dá)到三角波的頂點(diǎn)后,又改為反向掃描。隨著電極電勢(shì)的逐漸變正,首先是O的還原電流進(jìn)一步下降(濃度極化的發(fā)展),然后電極附近生成的R又重新在電極上氧化,引起越來(lái)越大的陽(yáng)極電流,隨后又由于R的消耗而引起陽(yáng)極電流的衰減和出現(xiàn)陽(yáng)極電流的峰值。