循环伏安曲线

一、原理

铁氰化钾体系（Fe(CN)63-/4-）在中性水溶液中的电化学行为是一个可逆过程，其氧化、还原峰对称，两峰的电流值相等，峰峰电位差理论值为59mV 。体系本身很稳定，通常被用于检测电极和仪器。

二、仪器与试剂

RST 系列电化学工作站; 金（铂或玻碳）圆盘电极为工作电极、铂片电极为对电极、饱和甘汞电极为参比电极。

1.00×10-2

mol/L K 3Fe(CN)6水溶液；2.0mol/L KNO 3水溶液。三、实验步骤

1．溶液的配置

在5个50mL 容量瓶中，依次加入KNO 3溶液和K 3Fe(CN)6溶液，使稀释至刻度后KNO 3浓

度均为0.2mol/L ，而K 3Fe(CN)6浓度依次为1.00×10-4、2.00×10-4、5.00×10-4、8.0×10-4

、

1.00×10-3

mol/L ，用蒸馏水定容。 2．工作电极的预处理

用抛光粉（Al 2O 3, 200～300目）将电极表面磨光，然后在抛光机上抛成镜面（如果事先已经抛光处理过的电极，不需上面的处理），最后分别在1:1乙醇、1:1HNO 3和蒸馏水中超声波清洗。

3． K 3Fe(CN)6溶液的循环伏安曲线

在电解池中放入5.00×10-4

mol/L K 3-

36)(CN Fe (内含0.20mol/L

KNO 3)溶液，插入工作电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极，通N 2除O 2 。参数设置：

起始点为：-200mV 终止电位：600mV 扫描速度：50mV/S 取样间隔：1mV/S 电流量程：电流量程(A) = 2.0E-05 点击确定---运行

记录循环伏安曲线，观察峰电位和峰电流，判断电极活性。

以不同扫描速率10、50、100、200、300、500mV/s ，分别记录从-200～+700mV 扫描的循环伏安图。

4.不同浓度的K 3Fe(CN)6溶液循环伏安图

选择循环伏安法，扫描速度为50mV/s ，从-200～+700mV 扫描，分别记录1.00×10-4

、

2.00×10-4、5.00×10-4、8.0×10-4、1.00×10-3

mol/L(内均含0.20mol/L KNO 3并在测定前除氧) -

36)(CN Fe 溶液的循环伏曲线，测量峰电流。记录峰电流与浓度。在电化学工作站所具有的定量分析功能的标准曲线法中进行数据处理，找出峰电流和浓度的线性方程和相关系数。

四、结果与讨论

1. 对K 3-36)(CN Fe (内含0.20mol/L KNO 3)溶液的循环伏安曲线进行数据处理，选取曲线的

第二圈，

2. 即第三和第四段曲线，根据循环伏安曲线特点，用半峰法进行峰测量，测量结果如图：

由测量结果可知，氧化峰电位为Ep2=277mV,峰电流为ip2=5.596591?10-6

A ；还原峰电

位是Ep1=203mV ，峰电流是ip1=5.568737?10-6

A 。氧化峰还原峰电位差为74mV ，峰电流

的比值为：ip1/ip2=1.005≈1。由此可知，铁氰化钾体系（Fe(CN)63-/4-）在中性水溶液中的电化学反应是一个可逆过程。（注：由于该体系的稳定，电化学工作者常用此体系作为电极探针，用于鉴别电极的优劣。）

3. 将不同扫描速率10、50、100、200、300、500mV/s 的循环伏安曲线进行叠加，如下图。

由图可知，随着扫描速度的增加，峰电流也增加。且分别测量他们的峰数据可以得到峰电流与扫描速度的关系。根据电化学理论，对于扩散控制的电极过程，峰电流i p 与扫描

速度的二分之一次方呈正比关系，即i p ～ν1/2

为一直线。对于表面吸附控制的电极反应过程，峰电流i p 与扫描速度呈正比关系，即i p ～ν为一直线。（此关系也可利用标准曲线法的线性拟合功能，以峰电流为横坐标，扫描速度的二分之一次方或扫描速度为纵坐标，考察线性关系）

用标准曲线法中的线性拟合处理，得出峰电流i p 与扫描速度的二分之一次方呈线性关系，

循环伏安法

循环伏安确定反应是否为可逆反应 1.氧化峰电流与还原峰电流绝对值相等，即二者绝对值比值始终为一，与扫描速率，换向电势，扩散系数无关。 2.氧化峰与还原峰电位差约为59mV 利用循环伏安确定反应是否为可逆反应 1.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于1 2.氧化峰与还原峰电位差约为(59/n)mV (25摄氏度时) 一般这两个条件即可判断扩散反应或者是吸附反应：改变扫描速率，看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比~~ 若是与扫描速率成线性，就是表面控制过程~ 与二次方根成线性，就是扩散控制~~ 偶认为，，，给6楼纠正下，是59/n,n为电子转移量（亚铁-铁，n=1）温度一般是293K下确定，但是一般我们实验时候不是在这个温度下，因此用这个算是有误差的，一般保证其值在100mv以下都算合理的误差，随着扫描速度的变大，这个值 ... 循环伏安测试的基本电位条件设定是根据你的研究电机与参比电极决定利用循环伏安确定反应是否可逆 1：氧化峰和还原峰的电流比是否相等，若相等则可逆。有时对同一体系，扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的

一般而言，扫速越大其电化学反应电流也就越大。 2：氧化峰和还原峰电位差等于59/nmV,若大于，则是准可逆体系。这种确定onset potential的方法的依据是什么呢？我看有的文献上直接是作一条切线，但这样误差也很大，很主观随意。不知道Electrochimica Acta 53 (2007) 811–822这篇文献中的这种求onset potential的方法的依据是什么。 Quote: Originally posted by crossin at 2009-4-28 17:29: The onset is defined as the potential at which 10% or 20% of the current value at the peak potential was reached. (Electrochimica Acta 53 (2007) 811–822) 不是“依据(accord)”，而是“定义（define）” 以前我们老师上电极过程动力学的时候说准确的onset potential其实是很难被确定的。只能估计大致的范围。求法可以说有好几种，据我所知就有两种，一种是楼上说的切线法，一种是我说的10％或20％法哪种方法不重要，重要的只在自己的样品之间比。

循环伏安法原理及结果分析

循环伏安法原理及结果分析 Revised as of 23 November 2020

循环伏安法原理及应用小结 1 电化学原理电解池电解池是将电能转化为化学能的一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳电极构成。阴极：与电源负极相连的电极（得电子，发生还原反应）阳极：与电源正极相连的电极（失电子，发生氧化反应）电解池中，电流由阳极流向阴极。循环伏安法 1）若电极反应为O＋e-→R，反应前溶液中只含有反应粒子O，且O、R在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势(φ平)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示。图0 CV扫描电流响应曲线 2）当电极电势逐渐负移到(φ平)附近时，O开始在电极上还原，并有法拉第电流通过。由于电势越来越负，电极表面反应物O的浓度逐渐下降，因此向电极表面的流量和电流就增加。当O的表面浓度下降到近于零，电流也增加到最大值Ipc，然后电流逐渐下降。当电势达到(φr)后，又改为反向扫描。 3）随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R粒子的浓度较大，在电势接近并通过(φ平)时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的方向发展。于是R开始被氧化，并且电流增大到峰值氧化电流Ipa，随后又由于R的显着消耗而引起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线”

经典三电极体系经典三电极体系由工作电极（WE）、对电极（CE）、参比电极（RE）组成。在电化学测试过程中，始终以工作电极为研究电极。其电路原理如图1，附CV图（图2）：扫描范围，扫描速度50mV/S，起始电位0V。图1 原理图图2 CBZ的循环伏安扫描图图2所示CV扫描结果为研究电极上产生的电流随电位变化情况图。 1）横坐标Potential applied（电位）为图1中电压表所测，即 Potential applied=P(WE)-P(RE) 所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值，规定在标准情况下，氢离子的电位为0。当恒电位仪向工作电极提供负的电位时，其电源连接情况如图1所示，即工作电极与电源的负极相连，作为阴极工作发生还原反应；反之则作为阳极发生氧化反应。图3 恒电位仪电路图图3所示为恒电位仪电路图，我没看明白，请翟老师帮我看看。 2）纵坐标所示电流为工作电极上通过的电流，电流为正（流出电极表面）则有电子流入电极CBZ失电子发生氧化反应；电流为负则电子流出电极，CBZ得电子发生还原反应。 2 电化学工作站操作工作电极在测试之前应先用较大扫速扫描以活化电极，否则可能出现扫描曲线持续波动的现象； 3 数据挖掘

循环伏安法原理及结果分析知识分享

循环伏安法原理及应用小结 1 电化学原理 1.1 电解池电解池是将电能转化为化学能的一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳电极构成。阴极：与电源负极相连的电极（得电子，发生还原反应）阳极：与电源正极相连的电极（失电子，发生氧化反应）电解池中，电流由阳极流向阴极。 1.2 循环伏安法 1）若电极反应为O＋e-→R，反应前溶液中只含有反应粒子O，且O、R在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势(φ平)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示。图0 CV扫描电流响应曲线 2）当电极电势逐渐负移到(φ平)附近时，O开始在电极上还原，并有法拉第电流通过。由于电势越来越负，电极表面反应物O的浓度逐渐下降，因此向电极表面的流量和电流就增加。当O的表面浓度下降到近于零，电流也增加到最大值Ipc，然后电流逐渐下降。当电势达到(φr)后，又改为反向扫描。 3）随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R粒子的浓度较大，在电势接近并通过(φ平)时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的方向发展。于是R开始被氧化，并且电流增大到峰值氧化电流Ipa，随后又由于R的显著消耗而引起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线” 1.3 经典三电极体系经典三电极体系由工作电极（WE）、对电极（CE）、参比电极（RE）组成。在电化学测试过程中，始终以工作电极为研究电极。其电路原理如图1，附CV图（图2）：扫描范围-0.25-1V，扫描速度50mV/S，起始电位0V。

图1 原理图图2 CBZ的循环伏安扫描图图2所示CV扫描结果为研究电极上产生的电流随电位变化情况图。 1）横坐标Potential applied（电位）为图1中电压表所测，即 Potential applied=P(WE)-P(RE) 所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值，规定在标准情况下，氢离子的电位为0。当恒电位仪向工作电极提供负的电位时，其电源连接情况如图1所示，即工作电极与电源的负极相连，作为阴极工作发生还原反应；反之则作为阳极发生氧化反应。图3 恒电位仪电路图图3所示为恒电位仪电路图，我没看明白，请翟老师帮我看看。 2）纵坐标所示电流为工作电极上通过的电流，电流为正（流出电极表面）则有电子流入电极CBZ失电子发生氧化反应；电流为负则电子流出电极，CBZ得电子发生还原反应。 2 电化学工作站操作工作电极在测试之前应先用较大扫速扫描以活化电极，否则可能出现扫描曲

循环伏安法与线性扫描伏安法

循环伏安法原理：循环伏安法（CV ）是最重要的电分析化学研究方法之一。该方法使用的仪器简单，操作方便，图谱解析直观，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等许多研究领域被广泛应用。循环伏安法通常采用三电极系统，一支工作电极（被研究物质起反应的电极），一支参比电极（监测工作电极的电势），一支辅助（对）电极。外加电压加在工作电极与辅助电极之间，反应电流通过工作电极与辅助电极。对可逆电极过程（电荷交换速度很快），如一定条件下的Fe(CN)63-/4-氧化还原体系，当电压负向扫描时，Fe(CN)63－在电极上还原，反应为： Fe(CN)63－＋e - → Fe(CN)64－得到一个还原电流峰。当电压正向扫描时，Fe(CN)64－在电极上氧化，反应为： Fe(CN)64－－ e - → Fe(CN)63－得到一个氧化电流峰。所以，电压完成一次循环扫描后，将记录出一个如图2所示的氧化还原曲线。扫描电压呈等腰三角形。如果前半部扫描(电压上升部分)为去极化剂在电极上被还原的阴极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被氧化的阳极过程。因此．一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故称为循环伏安法。应用领域：循环伏安法能迅速提供电活性物质电极反应的可逆性，化学反应历程，电活性物质的吸附等许多信息。循环伏安法可用于研究化合物电极过程的机理、双电层、吸附现象和电极反应动力学．成为最有用的电化学方法之一。如通过对未知研究体系的CV 研究，可以获研究对象的反应电位或和平衡电位, 估算反应物种的量，以及判断反应的可逆性。电化学反应中物种反应的量可以依据Faraday 定律估算，, 其中m 为反应的摩尔量, n 为电极反应中的得失电子数，F 为图2 氧化还原cv 曲线图图1 cv 图中电势~时间关系

实验十循环伏安法分析

实验十循环伏安法分析一、实验目的 1.仔细阅读理解本讲义和相关资料，掌握循环伏安法的基本原理。 2.熟练使用循环伏安法分析的实验技术。二、实验原理循环伏安法（Cyclic Voltammetry, 简称CV）往往是首选的电化学分析测试技术，非常重要，已被广泛地应用于化学、生命科学、能源科学、材料科学和环境科学等领域中相关体系的测试表征。现代电化学仪器均使用计算机控制仪器和处理数据。CV测试比较简便，所获信息量大。采用三电极系统的常规CV实验中，工作电极（The Working Electrode, 简称WE）相对于参比电极（the Reference Electrode，简称RE）的电位在设定的电位区间内随时间进行循环的线

表1. 图1的实验条件和一些重要解释

零，所以RE的电位在CV实验中几乎不变，因此RE是实验中WE电位测控过程中的稳定参比。若忽略流过RE上的微弱电流，则实验体系的电解电流全部流过由WE和对电极（The Counter Electrode，简称CE）组成的串联回路。WE和CE间的电位差可能很大，以保证能成功地施加上所设定的WE电位（相对于RE）。CE也常称为辅助电极（The Auxiliary Electrode, 简称AE）。分析CV实验所得到的电流-电位曲线（伏安曲线）可以获得溶液中或固定在电极表面的组分的氧化和还原信息，电极|溶液界面上电子转移（电极反应）的热力学和动力学信息，和电极反应所伴随的溶液中或电极表面组分的化学反应的热力学和动力学信息。与只进行电位单向扫描（电位正扫或负扫）的线性扫描伏安法（Linear Scan Voltammetry，简称LSV）相比，循环伏安法是一种控制电位的电位反向扫描技术，所以，只需要做1个循环伏安实验，就可既对溶液中或电极表面组分电对的氧化反应进行测试和研究，又可测试和研究其还原反应。循环伏安法也可以进行多达100圈以上的反复多圈电位扫描。多圈电位扫描的循环伏安实验常可用于电化学合成导电高分子。图1为3 mmol L-1 K4Fe(CN)6 + 0.5 mol L-1 Na2SO4水溶液中金电极上的CV实验结果。实验条件和一些重要的解释列于表1中。三、仪器和试剂仪器：CHI400电化学工作站磁力搅拌器铂片工作电极铅笔芯对电极 KCl饱和甘汞电极试剂：K3Fe(CN)6（分析纯或优级纯） KNO3（分析纯或优级纯）溶液及其浓度：1.0 mol L-1 KNO3水溶液。实验中每组学员使用30.0 mL。 0.100 mol L-1 K3Fe(CN)6水溶液储备液。实验中每组学员使用100 L微量注射器依次注射适量体积的0.100 mol L-1 K3Fe(CN)6水溶液到30 mL的1.0 mol L-1 KNO3水溶液中，详见如下4.3.节。

循环伏安法知识小结

利用循环伏安确定反应是否为可逆反应 1.氧化峰电流与还原峰电流绝对值相等，即二者绝对值比值始终为一，与扫描速率，换向电势，扩散系数无关。 2.氧化峰与还原峰电位差约为59mV 利用循环伏安确定反应是否为可逆反应 1.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于1 2.氧化峰与还原峰电位差约为(59/n)mV (25摄氏度时) 一般这两个条件即可判断扩散反应或者是吸附反应：改变扫描速率，看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比,若是与扫描速率成线性，就是表面控制过程,与二次方根成线性，就是扩散控制利用循环伏安确定反应是否可逆 1：氧化峰和还原峰的电流比是否相等，若相等则可逆。有时对同一体系，扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言，扫速越大其电化学反应电流也就越大。 2：氧化峰和还原峰电位差等于59/nmV,若大于，则是准可逆体系。这种确定onset potential的方法的依据是什么呢？我看有的文献上直接是作一条切线，但这样误差也很大，很主观随意。以前我们老师上电极过程动力学的时候说准确的onset potential其实是很难被确定的。只能估计大致的范围。求法可以说有好几种，据我所知就有两种，一种是楼上说的切线法，一种是我说的10％或20％

法哪种方法不重要，重要的只在自己的样品之间比。另外，我不知道你的样品是什么，就我所熟知的电催化剂而言，其实评价它的好坏，起始电位固然重要，但更看重它的峰形以及质量单位电流密度。、切线法是有这个问题，所以用峰高的10％来定，人为因素要小一些啦。其实说来说去又变成了起始电位测不准啦！循环伏安法中对电流正负的认为规定很多书上都把还原反应电流规定为正，一般不说正电流或负电流，而说阳极电流或阴极电流。阳极反应的电流是阳极电流，对应的峰为氧化峰，阴极反应的电流是阴极电流，对应的峰为还原峰。电流的正负是人为规定的，习惯上还原峰电流规定为正，氧化峰电流为负，但是也有相反的情况，不能按照电流的正负来区分氧化峰或还原峰，从电位上可以判断，通常氧化峰位于还原峰较正的位置上，也就说，峰电位较正的峰是氧化峰，峰电位较负的峰是还原峰，这是极化造成的结果。看扫描方向，由正向负方向扫出的峰就是还原峰，由负往正方向扫就是氧化峰，也就是对应的负扫和正扫，我们用的是上海辰华的工作站，也是颠倒的，一般我们把数据导出再用ORIGIN75处理数据，把图形倒过来。习惯上，将流入电极表面的电流，定义为负，流出电极表面的电流定义为正，前者为阴极，还原，后者为氧化。仪器的cv图，可以根据扫描电位的方向，向负电位方向扫，肯定是先出现的还原电流峰，所以哪个先出来，就是还原峰，不用拘泥于坐标轴。

循环伏安曲线介绍

循环伏安曲线介绍一、原理铁氰化钾体系（Fe(CN)63-/4-）在中性水溶液中的电化学行为是一个可逆过程，其氧化、还原峰对称，两峰的电流值相等，峰峰电位差理论值为59mV 。体系本身很稳定，通常被用于检测电极和仪器。二、仪器与试剂 RST 系列电化学工作站; 金（铂或玻碳）圆盘电极为工作电极、铂片电极为对电极、饱和甘汞电极为参比电极。 1.00×10-2 mol/L K 3Fe(CN)6水溶液；2.0mol/L KNO 3水溶液。三、实验步骤 1．溶液的配置在5个50mL 容量瓶中，依次加入KNO 3溶液和K 3Fe(CN)6溶液，使稀释至刻度后KNO 3浓度均为0.2mol/L ，而K 3Fe(CN)6浓度依次为1.00×10-4、2.00×10-4、5.00×10-4、8.0×10-4 、 1.00×10-3 mol/L ，用蒸馏水定容。 2．工作电极的预处理用抛光粉（Al 2O 3, 200～300目）将电极表面磨光，然后在抛光机上抛成镜面（如果事先已经抛光处理过的电极，不需上面的处理），最后分别在1:1乙醇、1:1HNO 3和蒸馏水中超声波清洗。 3． K 3Fe(CN)6溶液的循环伏安曲线在电解池中放入5.00×10-4 mol/L K 3- 36)(CN Fe (内含0.20mol/L KNO 3)溶液，插入工作电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极，通N 2除O 2 。参数设置：起始点为：-200mV 终止电位：600mV 扫描速度：50mV/S 取样间隔：1mV/S 电流量程：电流量程(A) = 2.0E-05 点击确定---运行记录循环伏安曲线，观察峰电位和峰电流，判断电极活性。以不同扫描速率10、50、100、200、300、500mV/s ，分别记录从-200～+700mV 扫描的循环伏安图。 4.不同浓度的K 3Fe(CN)6溶液循环伏安图选择循环伏安法，扫描速度为50mV/s ，从-200～+700mV 扫描，分别记录1.00×10-4 、 2.00×10-4、5.00×10-4、8.0×10-4、1.00×10-3 mol/L(内均含0.20mol/L KNO 3并在测定前除氧) - 36)(CN Fe 溶液的循环伏曲线，测量峰电流。记录峰电流与浓度。在电化学工作站所具有的定量分析功能的标准曲线法中进行数据处理，找出峰电流和浓度的线性方程和相关系数。

循环伏安曲线

循环伏安曲线一、原理铁氰化钾体系（Fe(CN)63-/4-）在中性水溶液中的电化学行为是一个可逆过程，其氧化、还原峰对称，两峰的电流值相等，峰峰电位差理论值为59mV 。体系本身很稳定，通常被用于检测电极和仪器。二、仪器与试剂 RST 系列电化学工作站; 金（铂或玻碳）圆盘电极为工作电极、铂片电极为对电极、饱和甘汞电极为参比电极。 1.00×10-2 mol/L K 3Fe(CN)6水溶液；2.0mol/L KNO 3水溶液。三、实验步骤 1．溶液的配置在5个50mL 容量瓶中，依次加入KNO 3溶液和K 3Fe(CN)6溶液，使稀释至刻度后KNO 3浓度均为0.2mol/L ，而K 3Fe(CN)6浓度依次为1.00×10-4、2.00×10-4、5.00×10-4、8.0×10-4 、 1.00×10-3 mol/L ，用蒸馏水定容。 2．工作电极的预处理用抛光粉（Al 2O 3, 200～300目）将电极表面磨光，然后在抛光机上抛成镜面（如果事先已经抛光处理过的电极，不需上面的处理），最后分别在1:1乙醇、1:1HNO 3和蒸馏水中超声波清洗。 3． K 3Fe(CN)6溶液的循环伏安曲线在电解池中放入5.00×10-4 mol/L K 3- 36)(CN Fe (内含0.20mol/L KNO 3)溶液，插入工作电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极，通N 2除O 2 。参数设置：起始点为：-200mV 终止电位：600mV 扫描速度：50mV/S 取样间隔：1mV/S 电流量程：电流量程(A) = 2.0E-05 点击确定---运行记录循环伏安曲线，观察峰电位和峰电流，判断电极活性。以不同扫描速率10、50、100、200、300、500mV/s ，分别记录从-200～+700mV 扫描的循环伏安图。 4.不同浓度的K 3Fe(CN)6溶液循环伏安图选择循环伏安法，扫描速度为50mV/s ，从-200～+700mV 扫描，分别记录1.00×10-4 、 2.00×10-4、5.00×10-4、8.0×10-4、1.00×10-3 mol/L(内均含0.20mol/L KNO 3并在测定前除氧) - 36)(CN Fe 溶液的循环伏曲线，测量峰电流。记录峰电流与浓度。在电化学工作站所具有的定量分析功能的标准曲线法中进行数据处理，找出峰电流和浓度的线性方程和相关系数。

循环伏安法定义+原理+参数设置

一、循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 一种常用的电化学研究方法。该法控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应，并记录电流-电势曲线。根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度，中间体、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶联化学反应的性质等。常用来测量电极反应参数，判断其控制步骤和反应机理，并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应，及其性质如何。对于一个新的电化学体系，首选的研究方法往往就是循环伏安法，可称之为―电化学的谱图‖。本法除了使用汞电极外，还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。 1．基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，电活性物质在电极上还原，产生还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，还原产物又会重新在电极上氧化，产生氧化波。因此一次三角波扫描，完成一个还原和氧化过程的循环，故该法称为循环伏安法，其电流—电压曲线称为循环伏安图。如果电活性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度就不同，对称性也较差。循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。工作电极可用悬汞电极，或铂、玻碳、石墨等固体电极。 2．循环伏安法的应用循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。但该法很少用于定量分析。（1）电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向，因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。若反应是可逆的，则曲线上下对称，若反应不可逆，则曲线上下不对称。（2）电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。 3、循环伏安法的用途 (1)、判断电极表面微观反应过程 (2)、判断电极反应的可逆性 (3)、作为无机制备反应―摸条件‖的手段 (4)、为有机合成―摸条件‖ (5)、前置化学反应（CE）的循环伏安特征

循环伏安法数据分析

图1 三电极体系循环伏安法工作原理图图2 不同扫描速度对芦丁的循环伏安扫描图 u (1?7) = 1，3，10，20，50，100，200 mV ·s -1 图0 CV 扫描电流响应曲线

图2所示CV扫描结果为研究电极上产生的电流随扫描速率的变化及电位变化情况图。 1）横坐标E（电位）为图1中电压表（电化学工作站）所测，即 E=P(WE)-P(RE) 所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值，规定在标准情况下，氢离子的电位为0。当恒电位仪向工作电极提供负的电位时，其电源连接情况如图1所示，即工作电极与电源的负极相连，作为阴极工作发生还原反应；反之则作为阳极发生氧化反应。 2）纵坐标所示电流为工作电极上通过的电流，电流为正（流出电极表面）则有电子流入电极槲皮素失电子发生氧化反应；电流为负则电子流出电极，槲皮素得电子发生还原反应。各伏安峰的峰电流随扫速的加快而增大，阴极峰与阳极峰电流之比与扫速关系不大。 3）数据分析电压从负到正可以看作是正扫为阳极氧化过程，对应氧化峰；反之为负扫阴极还原过程，对应还原峰。阴极反应的电流称为阴极电流，对应还原峰；阳极反应的电流称为阳极电流，对应氧化峰。一般国内规定阴极电流用正值阳极用负值，国外很多文献反之。通常，氧化峰位于较正的电位而还原峰位于较负的电位，这是极化作用的结果。 1）还原峰（向上的峰）峰电位越正峰电流越大，越容易还原；氧化峰（向下的峰）峰电位越负，峰电流越大，越容易氧化。 2）判断电极反应的可逆程度 I pa=I pc（I pa,I pc正比于V1/2） φpa-φpc≈60 mV （25℃条件下） 3）标准电极电位等于两个峰电位之和的1/2 即Eθ=（E pa+E pc）/2 4）扫描速度：在CV测试中，扫描速度对峰电位没有影响，但扫速加快有利于增大峰电流强度。 5）峰电位：多圈扫描发生峰电位偏移，反应可逆性差。 6）活化能计算：电化学方法计算活化能一般使用不同温度下循环伏安扫描曲线来实现，温度与活化能的关系为： Lnj=const-Ea/RT 其中 j——某一电位下的电流密度，等于该点位下的电流除以电极表面积； R——理想气体常数，R=8.314； T——绝对温度。 7）计算电极面积和扩散系数其中 n——电子交换数（需由产物分析确定）； A——电极有效面积；

循环伏安法知识小结

利用循环xx确定反应是否为可逆反应 1.氧化峰电流与还原峰电流绝对值相等，即二者绝对值比值始终为一，与扫描速率，换向电势，扩散系数无关。 2.氧化xx与还原xx电位差约为59mV 利用循环xx确定反应是否为可逆反应 1.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于1 2.氧化峰与还原峰电位差约为(59/n)mV (25摄氏度时) 一般这两个条件即可判断扩散反应或者是吸附反应：改变扫描速率，看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比,若是与扫描速率成线性，就是表面控制过程,与二次方根成线性，就是扩散控制利用循环xx确定反应是否可逆 1：氧化峰和还原峰的电流比是否相等，若相等则可逆。有时对同一体系，扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言，扫速越大其电化学反应电流也就越大。 2：氧化峰和还原峰电位差等于59/nmV,若大于，则是准可逆体系。这种确定onset potential的方法的依据是什么呢？我看有的文献上直接是作一条切线，但这样误差也很大，很主观随意。以前我们老师上电极过程动力学的时候说准确的onset potential其实是很难被确定的。只能估计大致的范围。求法可以说有好几种，据我所知就有两种，一种是楼上说的切线法，一种是我说的10％或20％

法哪种方法不重要，重要的只在自己的样品之间比。另外，我不知道你的样品是什么，就我所熟知的电催化剂而言，其实评价它的好坏，起始电位固然重要，但更看重它的峰形以及质量单位电流密度。、切线法是有这个问题，所以用峰高的10％来定，人为因素要小一些啦。其实说来说去又变成了起始电位测不准啦！循环xx法中对电流正负的认为规定很多书上都把还原反应电流规定为正，一般不说正电流或负电流，而说阳极电流或阴极电流。阳极反应的电流是阳极电流，对应的峰为氧化峰，阴极反应的电流是阴极电流，对应的峰为还原峰。电流的正负是人为规定的，习惯上还原峰电流规定为正，氧化峰电流为负，但是也有相反的情况，不能按照电流的正负来区分氧化峰或还原峰，从电位上可以判断，通常氧化峰位于还原峰较正的位置上，也就说，峰电位较正的峰是氧化峰，峰电位较负的峰是还原峰，这是极化造成的结果。看扫描方向，由正向负方向扫出的峰就是还原峰，由负往正方向扫就是氧化峰，也就是对应的负扫和正扫，我们用的是上海辰华的工作站，也是颠倒的，一般我们把数据导出再用ORIGIN75处理数据，把图形倒过来。习惯上，将流入电极表面的电流，定义为负，流出电极表面的电流定义为正，前者为阴极，还原，后者为氧化。仪器的cv图，可以根据扫描电位的方向，向负电位方向扫，肯定是先出现的还原电流峰，所以哪个先出来，就是还原峰，不用拘泥于坐标轴。循环伏安测试的原理： 1.若电极反应为O＋e-→R，反应前溶液中只含有反应粒子O、且O、R在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势(φ 平)正得多的起始电势(φ i)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如附图所示。 2.当电极电势逐渐负移到(φ

循环伏安(LSV+CV)

在这一节中，将引入两个紧密相关的伏安形式 * 线性扫描伏安法* 循环伏安法我们将看到如何进行这些测量以研究电极反应的电子传递机理和传输特性。一、线性扫描线性扫描伏安法在线性扫描伏安(LSV)中，施加一个电位范围，非常类似于电位阶跃测量。然而在LSV 中，电位从低限扫描到高限，如下图所示。电压扫描速度 (v) 从直线的斜率计算，显然，改变扫描范围所用的时间，就可以改变扫描速度。记录的线性扫描伏安的特性取决于下列因素： (1)、电子传递反应的速度； (2)、电活性粒子的化学反应 (3)、电压扫描速度；在LSV测量中，电流响应被作图为电压的函数，而不是时间的函数，这与电位阶跃不同。例如，如果我们回到Fe3+/Fe2+ 系统随后可以看到一个用只包含单Fe3+的电解液进行的单电压扫描的伏安图。

扫描从电流/电压图的左侧开始，这里没有电流。当电压向右扫描时（向更加还原值），开始出现电流，最终在下降之前达到一个峰值。为了理解这个行为，我们需要考虑电压对建立于电极表面的平衡的影响。如果我们考虑Fe3+到Fe2+的还原，电子传递速度与电压扫描速度相比要快！因此，在电极表面，一个平衡被建立，与热力学预测的相同。可以从平衡电化学回忆起Nernst方程预测的浓度和电压（电位差）之间的关系，这里E为施加电位差，Eo为标准电极电位。所以，当电压从V1扫描V2到时，平衡位置从电极表面反应物没有转换的V1移动到全转换的V2 。伏安行为的确切形式可以通过考虑电压和物质传递效应来理解。当电位从V1开始扫描时，表面平衡开始改变，电流开始出现：随着电压从初始值继续扫描，电流在增加；平衡位置继续向右移动，有更多的反应物被转换。峰值出现了，由于在某些点上，电极上部的扩散层已经足够增长，所以向电极方向的反应物流量速度已经不能满足Nernst方程的要求。在这种情况下，电流开始下降，正如在电位阶跃测量中一样。事实上，电流的下降服从Cottrell方程所预测的相同行为。上面的伏安行为在一个单独扫描速度下被记录。如果改变扫描速度，电流响应也会改变。下图表示一系列在不同扫描速度下记录的，只含Fe3+的电解液中的线性扫描伏安。

循环伏安曲线

循环伏安法

循环伏安法原理及结果分析

循环伏安法原理及结果分析知识分享

循环伏安法与线性扫描伏安法

实验十 循环伏安法分析

循环伏安法知识小结

循环伏安曲线介绍

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