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電化學(xué)工作站為使用者提供了強(qiáng)大的功能 電化學(xué)工作站是如何工作的
時(shí)間:2020-07-11 來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng) 作者:儀多多商城
電化學(xué)工作站集電化學(xué)分析方法于循環(huán)伏安、階梯伏安、脈沖伏安、方波伏安等電化學(xué)分析方法于一身;還可以完成恒電位極化、恒電流極化,電位、電流、電量階躍和塔菲爾圖、交流阻抗等50種電化學(xué)測(cè)試功能,獨(dú)特的“恒流限壓快速循環(huán)充放電”功能,支持對(duì)超級(jí)電容器進(jìn)行深入研究。
除具有50種測(cè)試功能外,系統(tǒng)軟件為使用者提供了強(qiáng)大的功能:包括文件管理,全面的實(shí)驗(yàn)控制,靈活的圖形顯示,方便的圖形放大、縮小和還原,位圖圖形和數(shù)據(jù)的導(dǎo)出,多種數(shù)據(jù)處理功能。
工作站的本質(zhì)是用于控制和監(jiān)測(cè)電化學(xué)池電流和電位以及其它電化學(xué)參數(shù)變化的儀器裝置,將恒電位儀、電流儀和電化學(xué)交流阻抗分析儀有機(jī)的結(jié)合,既可以做三種基本功能的常規(guī)試驗(yàn),也可以做基于這三種基本功能的程式化試驗(yàn)。在試驗(yàn)中,工作站既能檢測(cè)電池電壓、電流、容量等基本參數(shù),又能檢測(cè)體現(xiàn)電池反應(yīng)機(jī)理的交流阻抗參數(shù),從而完成對(duì)多種狀態(tài)下電池參數(shù)的跟蹤和分析。
電化學(xué)工作站的使用一般配套三電極的電化學(xué)電解池裝置。
1、工作電極
工作電極是電壓受控恒定、電流可測(cè)量的一類電極。在很多的物理電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,工作電極通常采用惰性材料,比如金,鉑或者玻碳。在這些例子中,工作電極僅作為表面為電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生提供場(chǎng)所。
在腐蝕測(cè)試中,工作電極是要腐蝕的金屬材料。一般來(lái)說(shuō),工作電極不是真正我們要學(xué)習(xí)的金屬結(jié)構(gòu)本身。而是采用一個(gè)小的樣品來(lái)代表整體結(jié)構(gòu)。這類似于使用失重試片進(jìn)行測(cè)試。工作電極可以是純金屬或者包覆后的金屬。
對(duì)于電池,電化學(xué)工作站直接連接到電池的負(fù)極或正極。
2、參比電極
參比電極是用于輔助測(cè)定工作電極電位的一種電極,參比電極應(yīng)該具有已知且穩(wěn)定的電化學(xué)電勢(shì)。
實(shí)驗(yàn)室常用的參比電極是飽和甘汞電極(SCE)和銀/氯化銀電極。在野外,常會(huì)用準(zhǔn)參考電極(工作電極所用材料)。
3、對(duì)(輔助)電極
對(duì)(輔助)電極是一個(gè)導(dǎo)體,用以完善電解池電流回路。
實(shí)驗(yàn)室用的對(duì)電極通常采用惰性材料如鉑或石墨烯。在野外,人們也常用工作電極所用材料。電流自工作電極流入溶液,從對(duì)電極流出。
所有電極浸浴在電解液(導(dǎo)電溶液)中。電極、溶液和盛裝溶液的電解池組合總成稱作電化學(xué)電解池。
電化學(xué)工作站附件主機(jī)包括恒電位儀/恒電流儀和頻率發(fā)生器及分析儀。硬件結(jié)構(gòu)上為一體化設(shè)計(jì),支持高頻率高輸入阻抗測(cè)試,具有強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。軟件控制界面友好,功能強(qiáng)大,能滿足絕大多數(shù)電化學(xué)研究需要。主要應(yīng)用于化學(xué)與物理電源、功能材料、腐蝕與防護(hù)、電化學(xué)沉積、電化學(xué)分析等。
電化學(xué)工作站附件可用于液相色譜,流動(dòng)電解池,以及毛細(xì)管電泳的電化學(xué)檢測(cè),生物傳感器,活體分析,和一般用途的電化學(xué)分析。儀器具有極高的靈敏度和極低的噪聲,可檢測(cè)至幾個(gè)pA的電流。儀器由外部計(jì)算機(jī)控制,在視窗操作系統(tǒng)下工作。
電化學(xué)工作站附件采用數(shù)控低量化噪聲掃描方式,有效地降低了因掃描發(fā)生器所產(chǎn)生的階梯波的量化噪聲及差分噪聲。具有控制精度高、響應(yīng)速度快、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),該儀器可完全由微機(jī)控制來(lái)進(jìn)行電化學(xué)分析方法測(cè)量,因此適用于高校科研與教學(xué)實(shí)驗(yàn)使用。
電化學(xué)工作站附件的特點(diǎn):
· ±650mA/±10V的極化范圍,支持多數(shù)電化學(xué)應(yīng)用:腐蝕、能源、傳感器、生物電化學(xué)。
· 2A電流輸出可選,大到20A,支持化學(xué)電源、燃料電池、電鍍。
· 良好的電流測(cè)試精度,用于腐蝕、涂層評(píng)價(jià)以及微電極分析。
· 內(nèi)建FRA頻響分析儀(可選),支持電化學(xué)阻抗測(cè)試,頻率范圍10μHz-1M Hz。
電化學(xué)工作站附件可根據(jù)其通道個(gè)數(shù)的不同分成單通道和多通道兩種,其中單通道工作站在一定時(shí)間內(nèi)只允許完成對(duì)一個(gè)樣品的參數(shù)測(cè)量,而多通道微區(qū)掃描電化學(xué)工作站允許同時(shí)對(duì)多個(gè)樣品進(jìn)行參數(shù)測(cè)量,提供了其工作效率。
電化學(xué)工作站附件具有極高空間分辨率,在溶液中可檢測(cè)電流或施加電流于微電極與樣品之間。用于檢測(cè),分析,或改變樣品在溶液中的表面和界面化學(xué)性質(zhì)。利用納米級(jí)分辨率的快速,閉環(huán)x、y、z定位系統(tǒng),并連同一個(gè)便捷的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用戶依據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)選擇配置。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活且人體工程學(xué)設(shè)計(jì)方便確保池體,樣品和探針的進(jìn)入。
掃描電化學(xué)工作站是一款精密的掃描微電極系統(tǒng),具有極高空間分辨率,在溶液中可檢測(cè)電流或施加電流于微電極與樣品之間。用于檢測(cè),分析,或改變樣品在溶液中的表面和界面化學(xué)性質(zhì)。
掃描電化學(xué)工作站在電池檢測(cè)中占有重要地位,它將恒電位儀、恒電流儀和電化學(xué)交流阻抗分析儀有機(jī)地結(jié)合,既可以做三種基本功能的常規(guī)試驗(yàn),也可以做基于這三種基本功能的程式化試驗(yàn)。在試驗(yàn)中,既能檢測(cè)電池電壓、電流、容量等基本參數(shù),又能檢測(cè)體現(xiàn)電池反應(yīng)機(jī)理的交流阻抗參數(shù),從而完成對(duì)多種狀態(tài)下電池參數(shù)的跟蹤和分析。
掃描電化學(xué)工作站是市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)性的單通道電化學(xué)工作站。掃描電化學(xué)工作站可通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB接口或以太網(wǎng)來(lái)連接控制??山尤刖钟蚓W(wǎng)內(nèi),經(jīng)授權(quán)的計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。同時(shí),它具有兩個(gè)模擬輸入和一個(gè)模擬輸出,用來(lái)控制外部?jī)x器,如旋轉(zhuǎn)圓盤電極或石英晶體微天平以及記錄所生成的數(shù)據(jù)。
掃描電化學(xué)工作站主要特點(diǎn):
1.提供交流阻抗及多種常規(guī)電化學(xué)測(cè)試,交流阻抗譜寬在同類產(chǎn)品中獨(dú)有的。
2.先進(jìn)的非線性阻抗擬合技術(shù),可有效的表征測(cè)試體系;提供BV方程擬合工具,通過(guò)穩(wěn)態(tài)極化曲線可測(cè)定體系的基本反應(yīng)參數(shù)。
3.具有高輸入阻抗,大電流,可支持至100A電流
4.電化學(xué)噪音,多池多通道,序列測(cè)量等多個(gè)功能
5.特別設(shè)計(jì)的微分電容測(cè)試技術(shù),完全消除了測(cè)試曲線的扭曲、毛刺現(xiàn)象
6.信噪比為同類產(chǎn)品較好,測(cè)試數(shù)據(jù)度位于前茅,重現(xiàn)性優(yōu)良
7.針對(duì)大電流測(cè)試,推薦遮斷電流法技術(shù),有效的保持高頻區(qū)阻抗測(cè)試精度;特別設(shè)計(jì)的松弛伏安法(RV)使得涂層低頻區(qū)測(cè)試速度提高百倍
8.新推出光電效應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)CIMPS,可檢測(cè)光-電流、光-電壓在不同條件下的變化,測(cè)試光電流效率、激發(fā)電子壽命及擴(kuò)散系數(shù)等
掃描電化學(xué)工作站是提供給電化學(xué)及材料測(cè)試以極高空間分辨率的一個(gè)測(cè)試平臺(tái)。每個(gè)VersaSCAN都具有高分辨率,長(zhǎng)工作距離的閉環(huán)定位系統(tǒng)并安裝于抗震光學(xué)平臺(tái)上。不同的輔助選件都安裝于定位系統(tǒng)上,輔助選件包括,如電位計(jì),壓電振動(dòng)單元,或者激光傳感器,為不同掃描探針試驗(yàn),定位系統(tǒng)提供不同的功能。
掃描電化學(xué)工作站可以廣泛地應(yīng)用于物理電化學(xué)、燃料電池、鋰電池、太陽(yáng)能電池、隔膜、超級(jí)電容器、傳感器、涂層、緩蝕劑等研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。
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