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电化学测试分析仪

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电化学测试分析仪相关的论坛

  • 推荐《电化学分析仪器》

    方建安,夏权. 电化学分析仪器. 南京: 东南大学出版社,428页本书较为详细地讨论了:常规电化学分析方法对相应的电化学分析仪器的“基本要求”及“基本电路”!

  • 【资料】在线分析仪…电化学篇…电解池式分析仪(收集)

    继续我们的电化学分析仪的最后一讲第四节:电解池式氧分析仪电解池式微量氧分析仪,其电化学反应不能自发进行,需要外接电源供应电能,其阳极是非消耗型的,一般不需要更换。电脑一般用于微量氧分析,检测下限可达PPB级。检测器通过与常温状态下的环境氧起反应,其氧气流不能中断,电池立即产生一个电流,在阴极上微量氧分子被电离,检测器反应由1.3V电源驱动,穿过电极,因此产生电子流,被检测器检测,电流的大小与样品气中的氧含量成正比例。

  • 请教电化学分析仪测钴标液的问题

    实验室的仪器是Lk电化学分析仪,使用玻碳电极,选的线性溶出伏安法镀汞,然后用的方波溶出伏安法测钴标液,但是测试时出现了几个峰,在-0.2V,-1.5V,-1.8V左右。底液选择的是氨-氯化铵缓冲液,ph在10.0,无法判断那个是钴的峰,配制钴标液现在的浓度是10-6g/L,钴标液使用CoCl2,纯度在99%,前几天测了钴块配制的钴标液10-6mol/L时底液不变,重现性也做得不好,请教大家分析原因!

  • 【分享】我国电化学分析仪器及联用技术获系列成果

    科学时报讯 近日,中科院长春应用化学研究所在电化学分析仪器及联用技术的研制开发方面取得系列成果,自主研发的快速生化需氧量(BOD)检测仪等4种灵敏度高、响应快、寿命长、可动态在线检测的电化学分析仪器,其主要性能指标均达到国际先进水平,并填补了该领域多项国内外空白。  据介绍,电化学方法作为一种具有简便、快速、准确、灵敏度高等优点的分析检测及表征手段,在科研和生产中占据着较为重要的地位。电化学分析仪器已在分析实验室中广泛应用。但目前国内分析仪器,尤其是高精尖分析仪器,较大份额仍然依赖进口,一些急需的专用仪器尚属空白。因此,开发具有我国自主知识产权的新型电化学传感器、检测器和功能联用接口仪器是当前科技生产的迫切需求。  长春应化所电分析化学国家重点实验室科研人员从生产、科研的实际需求出发,立足前沿领域,于2005年承担了吉林省科技厅科技发展计划项目“电化学分析仪器及联用技术的研制与开发”。他们以研究发展快速实时、灵敏、自动连续检测和经济适用、有自主知识产权的新型电化学传感器、检测器及电化学联用设备为目标,围绕电化学仪器设计方法,突出微型化、高性能等特点,开展电化学方法的联用研究,开发出4种电化学及电化学联用仪器设备。  该所利用新型有机—无机杂化膜固定化材料,通过微生物现场培养的方法,实现了BOD的快速检测。该创新方法将BOD检测时间从原来的5~7天缩短为1小时左右,并以此为基础开发出快速BOD检测仪。  该所实现了电化学分析仪器的微型化设计,研制开发了微型USB2.0接口电化学系统,在电位控制精度、数据传输速度等主要指标上大大超过原有仪器,而体积仅如同一个手指大小,比传统仪器小2~3个数量级,可方便地集成到各种分析仪器内,实现多种分析方法和电化学方法联用,具有较好的可扩展性,适用于野外和各种现场使用。  该所采用自行设计的具有微小间隙的双带电极,实现了薄膜材料导电性的原位实时监测,并开发出时间分辨测量能力较高的电化学原位膜导电性测量仪器,并能用于膜导电性变化的动力学测量。  该所利用自行设计的位移传感器,提高了表面等离子体共振光谱(SPR)测量的时间分辨率,并以此为基础,将电化学方法集成联用,开发了电化学联用的表面等离子体共振光谱仪,实现了稳态及暂态电化学体系SPR信号的测量。  这些电化学相关仪器的研发成功,丰富了基础科学的研究手段,并可广泛应用于环境检测、社会安全和科学研究等领域;同时能达到工业设计批量生产、实现商品化投向市场的要求,具有广泛的应用价值和广阔的市场前景。时间:2010年12月28日 09时07分 来源:科学时报 作者:于柏林 于洋 石明山

  • 电化学分析仪器的使用

    [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=33949]电化学分析仪器的使用[/url]

  • 电化学式分析仪器

    [font=&]【作者】:[font=suxingme, &][back=rgba(251, 254, 255, 0.41)]杨孙楷 等[/back][/font]【题名】:书 电化学式分析仪器 [font=suxingme, &][back=rgba(251, 254, 255, 0.41)]机械工业出版社[/back][/font] 1983年[/font][font=&]【全文链接】: 没搜到链接,请见谅。先谢谢帮助![/font]

  • ■■ 国内电化学分析测试仪器发展现状 ■■

    国内电化学分析测试仪器发展现状陈昌国 刘渝萍 (重庆大学化学化工学院 重庆 400044)吴守国 (中国科技大学化学系 合肥 230026)E-mail: cgchen@cqu.edu.cn摘 要: 近二十年来PC徽机的迅速普及大大促进了国内电化学分析浏试仪器的徽机化进程,使其应用范围不断扩大。本文对国内恒电位仪、极谱仅、分析浏试来统等电化学仅器的发展与徽机化进行了分析讨论,并综述了电化学分析浏试仪器的发展现状。关键词: 恒电位仅 极语仪 电化学分析浏试系统 徽机化[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=16271]国内电化学分析测试仪器发展现状[/url]

  • 资料:《电化学分析仪器》!!!

    不好意思,刚看到短信,所以今天才发上来:)[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=17068]电化学分析仪器[/url]

  • 【转帖】烟气分析仪中电化学气体传感器的使用与维护

    烟气分析仪中电化学气体传感器的使用与维护 烟气分析仪是对有害气体如二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳等排放以及氧含量的气体检测的仪器。用于燃油、燃气锅炉污染排放、烟道气及污染源附近的环境监测。气体传感器是烟气分析仪检测气体的核心,常用气体传感器多为电化学传感器。  电化学气体传感器性能比较稳定,寿命较长,耗电很小,对气体的响应快,不受湿度的影响,分辨率一般可以达到0.1μmol/mol(随传感器不同有所不同)。它的温度适应性也比较宽(有时可以在-40℃到50℃间工作)。然而,它受读数温度变化的影响也比较大。所以很多仪器都有软硬件的温度补偿处理。同时电化学式传感器又具有体积小、操作简单、携带方便、可用于现场监测及成本低等优点,所以,在目前各类气体检测设备中,包括烟气分析仪,电化学气体传感器占有很重要的地位。1 常用电化学传感器原理及结构  按照检测原理的不同,电化学气体传感器主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器等等。目前,烟气分析仪中使用较多的是定电位电解式气体传感器和迦伐尼电池式氧气传感器。   定电位电解式气体传感器工作原理是:使电极与电解质溶液的界面保持一定电位进行电解,通过改变其设定电位,有选择地使气体进行氧化或还原,从而能定量检测各种气体。其结构是:在一个塑料制成的筒状池体内安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体在电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。可测量SO2、NO、NO2、CO、H2S等气体,但这些气体传感器灵敏度却不相同,灵敏度从高到低的顺序是H2S、NO、NO2、SO2、CO,响应时间一般为几秒至几十秒,一般小于1min;它们的寿命,短的只有半年,长则2年、3年,而有的CO传感器长达几年。  伽伐尼电池式气体传感器与定电位电解式一样,通过测量电解电流来检测气体浓度。但由于传感器本身就是电池,所以不需要由外界施加电压。这种传感器主要是用于O2的检测,检测缺氧的仪器几乎都使用这种传感器。隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分设置阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用KOH、KHCO3作电解液。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。2 如何科学地延长电化学传感器的使用寿命  电化学气体传感器大都是以水溶液作为电解质,电解质的蒸发或污染,常会导致传感器的信号下降,使用寿命短;由于在空气中有被测物质存在,传感器中的有效成分被消耗,因此传感器一旦被启封,就视为参加了使用,即使没用于测量,它的生命也在缩短;电化学型气体传感器的寿命期望值为2年,使用不当它的寿命可能更短,而传感器更换的费用较高。因此如何保证其使用寿命,传感器的正确维护对烟气分析仪的使用尤为重要。  传感器长时间暴露在烟气中会极大影响使用寿命,只有短时间与被测对象接触,长期处于新鲜的空气中即可维护其正常使用寿命。因此,仪器开机时,一定要在清洁的空气中。测量完毕后,不要立即关机,仪器必须在清洁空气保持运行时间5~10min,待仪器气体显示值降至10单位以下,保持仪器内部处于新鲜空气的环境,方可关机或停泵,否则,传感器容易“中毒”并加速传感器的损耗。  对于装有粉尘过滤装置的仪器,要及时更换过滤芯,避免粉尘进入传感器内,污染传感器。对于便携式仪器,不论仪器是否经常使用,至少每隔2~3周充电一次,且采样时电池电量不应低于30%。  有些厂商安装了两个泵:抽气泵和内置的清洗泵,在仪器连续监测一段时间后,抽气泵会关闭,在仪器内部的清洗泵会自动开启,抽取仪器周围的清洁空气,使仪器的传感器得到充分的清洗,这样也延长了传感器的使用寿命。3 如何保证仪器的准确性  为了保证烟气分析仪的精度和系统的完整性,对仪器还需要进行正常运行性流量检查及示值标定。  烟气分析仪是通过抽取烟道中气体到气体传感器,对被测量气体检测的,为利于烟气排放,烟道常采用负压,也就是说在烟道中如果仪器的泵抽力小,即泵的流量小,当负压超过仪器中泵的吸力时,会导致实际测量数值偏低。因此,使用仪器时,既要根据测试工况的负压范围,选择相应型号的仪器,还要对仪器的流量进行测量,一般仪器的流量要保证在0.7L/min以上,才有可能保证仪器测量的准确性。  日常工作中,可以根据本身具备的环境及条件选择不同的方法进行示值标定,以保证仪器的正常运转,但要对外出具公证数据时,则一定要到计量检定部门按周期检定,以保证仪器的准确性。  其一:选择洁净的空气,对仪器的零点进行标定。此时有害气体的含量应为“零”,而氧的含量则应为20.9%。  其二,选择纯氮,通入氮气氧传感器的显示应迅速下降为0.2mg/m。以下,否则氧传感器失效,而有害气体的显示应为“零”。  其三,选择一定体积质量的被测量标准气体进行标定,按照仪器使用说明书对每个传感器进行一一标定,如果发现示值误差超过说明书给出的技术指标,可通过校准程序或仪器内部电器指标的调整,对仪器进行调整。如果在使用中监测的数据异常偏低,反应非常慢;或在标定过程中发现传感器反应非常慢,线性误差较大,无法调整;或是刚刚调整好,再进行测量数值又发生了变化,则可以考虑更换传感器。  在更换传感器之后,也要对传感器或仪器进行及时反复的标定,调整准确后,才能使用。  总之,科学合理的使用、维护,可有效地延长电化学传感器的寿命,以保证烟气分析仪的测量准确性。

  • 【资料】在线分析仪…电化学篇…燃料电池式分析仪(收集)

    虽然无人说好,我想我还是将我的培训资料发全了,我发的这些内容,基本上就是我的分析室人员培训基本理论,作为一个基本合格分析工,这些东西还是要掌握的。希望这些书上的东西,对我们这行的朋友有用!第三节:燃料电池式氧分析仪燃料电池是指原电池中的一种类型。原电池式氧分析仪中的电化学反应可以自发地进行,不需要外部供电,其综合反应是气样中的氧和阳极发生氧化反应,反应的结果生成阳极氧化物,这种反应类似于氧的燃料反应,所以这类原电池也称为“燃料电池”,以便与其他类型的原电池相区别,安装有这类原电池的分析仪,我们称之为燃料电池分析仪。由于阳极在反应中不断消耗,因而电池需要定期更换。燃料电池式氧分析仪,既可以测量微量氧,也可以测量常量氧。若需要测量常量氧,其测量测量精度和长期使用的稳定性肯定不如顺磁氧效果好,且电池的寿命因与氧浓度有关,所以测量常量氧,其寿命也较短。因此,它测量常量只适合一般要求不高的场合。而测量微量氧,则是这类仪器的优势所在,它测量微量氧的下限为PPM级,而顺磁氧为:0.1%(1000PPM)O2,精度高的顺磁氧也只能达到0.01%(100PPM)O2。过去为,燃料电池的电解质均采用电解液,近20年来,由于固体(糊状)电解质应用于燃料电池,为了便于区分,我们将者称之为液体燃料电池,后者称之为固体燃料电池。两者相比,固体燃料电池比液体燃料电池有一定的优越性,但固体能否取代液体,尚难预料!在液体燃料电池中,我们根据燃料电池的性质,又将液体燃料电池分为碱性燃料电池和酸性燃料电池。

  • 【原创】电化学氧气分析仪工作原理

    一、工作原理: 采用完全密封的燃料池氧传感器是当前国际上最先进的测氧方法之一。燃料池氧传感器是由高活性的氧电极和铅电极构成,浸没在KOH的溶液中。在阴极氧被还原成氢氧根离子,而在阳极铅被氧化。 O2+2H2O+4e4OH 2Pb+4OH 2Pb(OH)2+4e KOH溶液与外界有一层高分子薄膜隔开,样气不直接进入传感器,因而溶液与铅电极不需定期清洗或更换。样气中的氧分子通过高分子薄膜扩散到氧电极中进行电化学反应,电化学反应中产生的电流决定于扩散到氧电极的氧分子数,而氧的扩散速率又正比于样气中的氧含量,这样,该传感器输出信号大小只与样气中的氧含量相关,而与通过传感器的气体总量无关。通过外部电路的连接,反应中的电荷转移即电流的大小与参加反应的氧成正比例关系。 采用此方法进行测氧,可以不受被测气体中还原性气体的影响,免去了许多的样气处理系统。它比老式“金网-铅”原电池测氧更快速,不需要漫长的开机吹除过程,“金网-铅”原电池样气直接进入溶液中,导致仪器的维护量很大,而燃料电池法样气不直接进入溶液中,传感器可以非常稳定可靠的工作很长时间。事实上, 燃料电池氧传感器是完全免维护的。仪器性能参数:测量范围:0-20/200/2000ppm测量精度:0.01ppm重复性: ≤1%F.S零点漂移:≤±1%F.S/7d响应时间:30秒到达90%读数工作温度:-5℃-40℃工作电源:220V AC / 9V DC工作压力:进口-0.5kg/cm2 出口-直排大气安全性:仅用电池工作时为本质安全型(便携式)整机重量:2.3kg三、仪器流程图:(略)四、仪器特点:该仪器采用先进的燃料池传感器测量氧含量。它具有测量快速、准确、高精度的特点。由于传感器完全密封,所以传感器是免维护的。通常使用寿命可达三到五年。是老一代微氧仪的更新换代产品。并且与先进的单片机技术,流量控制,温度补偿,压力控制系统想结合,使之具有更好的人机操作平台和广泛的使用性能。仪器采用独特的过压保护装置,当气体流量突然增大的时候,过压保护动作,气体进入传感器的通道被切断,从而很好的保护了传感器避免过压损坏。同时由于该仪器设计时采针阀可将传感器在不使用的条件下密封,防止传感器在空气中消耗并且可以达到对进样管路进行吹扫,以达到清扫进样管路的目的,更使它在快速、大量分析作业众发挥重要作用。如想更详细了解,请下载附件(免费)[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=51165]电化学氧气分析仪工作原理[/url]

  • 掌上电化学检测器可进行化学分析

    日前,哈佛大学研究人员开发出一种新的掌上电化学检测器,可以进行化学分析并将结果从任意一款移动电话传至云数据库。   该成果刊登在近日的美国《国家科学院院刊》上,有一天,它或许能应用于一系列广泛的测试,例如检测饮用水中的有毒金属、人体血糖和电解质水平、疟疾感染等。其设计者表示,一大优势是这款探测器成本很低。    该探测器名为“通用移动电化学检测器”(uMED),制造成本约为25美元,配备的3.7-V锂聚合物电池可使其在一次充电后工作数月甚至数年。 uMED收集的数据可通过移动电话传输,且该设备能够和大部分电话及所有网络类型兼容。美国哈佛大学GeorgeWhitesides领导的团队是该设备的研发者,他们的分析显示,uMED收集的数据和商业的电化学分析仪得出的数据不相上下。    大多数能进行移动数据采集和传播的现有设备都非常昂贵,且应用范围有限——因为必须是智能手机且需要3G或4G数据网络。由于全世界有近30亿人使用低端手机,且连接到的是使用更老技术的网络,因而哈佛大学团队设计出了能和任意手机和网络兼容的uMED。    由于uMED是由市场上可买到的部件制造而成,其设计者希望uMED能在一年内投入大规模生产。Whitesides和同事正在和印度团队合作,用该设备进行田间试验。

  • 仪器介绍 I:ELECSYS 2010 电化学发光全自动免疫分析仪

    仪器介绍 I:ELECSYS 2010 电化学发光全自动免疫分析仪

    Elecsys 2010 电化学发光全自动免疫分析仪产于Roche公司(罗氏公司),Roche公司是世界上最大的检验产品提供商之一。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203300841_358158_1699466_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203300841_358157_1699466_3.jpgElecsys 2010全自动电化学发光免疫分析仪是应用先进的电化学发光(ECL)技术的全自动台式分析仪。电化学发光(ECL)技术己应用于甲状腺,激素,心肌损伤和肿瘤标志、传染病、贫血、骨代谢等广泛的测定项目。Elecsys 2010仪器全自动数据处理的特点是使用了二维条形码技术,避免了手工操作,保证数据输入的准确。 Elecsys 2010的临床应用: 广泛应用于甲状腺、激素、心肌损伤和肿瘤标志、传染病、贫血、骨代谢等的测定项目。目前我院已开展项目: 甲状腺功能:游离甲状腺素(F T4),游离三碘甲状腺原氨酸(FT3),促甲状腺素(TSH),抗甲状腺球蛋白抗体(Anti-TG),抗甲状腺过氧化物酶抗体(Anti-TPO) 性激素类:绒毛膜促性腺激素β亚单位(β-HCG),雌二醇(E2),促黄体生成激素(LH),促卵泡激素(FSH),泌乳素(PRL),孕酮(PROG),睾酮(TesTo) 肿瘤标记:甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA),乳腺癌相关抗原(CA153),卵巢癌相关抗原(CA125),胰腺癌相关抗原(CA199) 肝炎病毒类: 乙肝表面抗原(HBsAg),乙肝表面抗体(Anti-HBs),乙肝核心抗体(Anti-HBc),乙肝e抗体(Anti-HBe),乙肝e抗原(HBeAg) 糖尿病检测:胰岛素(Ins),C-肽(CP) 化学发光免疫分析(Chemiluminescence Immunoassay,CLIA)是近十年来在世界范围内发展非常迅速的非放射性免疫分析。它具有高灵敏度、检测范围宽、分析方法简便快速、标记物稳定性好、无污染、结果稳定、误差小、安全性好等优点更免除了使用放射性物质。它是放射性免疫分析与普通酶免疫分析的取代者,是免疫分析重要的发展方向。化学发光免疫分析的优点: 1.灵敏度高:这是CLIA关键的优越性,其灵敏度可达1E-16mol/L(RIA为1E-12mol/L)。又如化学发光底物(如AMPPD)可检测出的碱性磷酸酶的浓度比显色底物要灵敏5E5倍。 2.宽的线性动力学范围:发光强度在4~6个量级之间与测定物质浓度间呈线性关系。这与显色的酶免疫分析吸光度(OD值)为2.0的范围相比,优势明显。虽然RIA也有较宽的线性动力学范围,但放射性限制了其应用。 3.光信号持续时间长:辉光型(glow type)的CLIA产生的光信号持续时间可达数小时甚至一天。简化了实验操作及测量。 4.分析方法简便快速:绝大多数分析测定均为仅需加入一种试剂(或复合试剂)的一步模式。 5.结果稳定、误差小:样品系直接自己发光,不需要任何光源照射,免除了各种可能因素(光源稳定性、光散射、光波选择器等)给分析带来的影响,使分析结果灵敏稳定可靠。 6.安全性好及使用期长:在上述优点前提下,更免除了使用放射性物质。到目前为止,还未发现CLIA的危害性。

  • 三电极体系——LK98BⅡ电化学分析仪

    查找产品来反学原理和结构,这是我的一个重要学习方法。与大家分享交流一下。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=21242]LK98BⅡ电化学分析仪的结构[/url]

  • 【资料】电化学分析法(48讲 待续)

    [B][center]电化学分析法(1)[/center][/B]将化学变化和电的现象紧密联系起来的学科便是电化学,应用电化学的基本原理和实验技术研究物质的组成,分析测试物质的成分含量,就形成了各种电化学分析方法,即称电化学分析或泛称电分析化学。电分析化学作为分析手段,方法多样,应用广泛,有经典成熟的方法,也有新创的试验方法。应用在生产或科学研究中,它不仅是一个分析方法而且也是一种研究的必要工具,能解决一般方法不能解决的某些问题,而且所使用的仪器简单,便于与计算机联机实现自动化。它和现代各种仪器分析组成一个完整的生气勃勃的现代分析化学。它具有快速、灵敏、准确、仪器简单而便于自动化等特点。 本讲座将简单扼要地介绍电化学的基本原理,然后着重介绍目前国内外的测定方法和仪器,并展望这些监测手段的发展远景。本讲座内容将包括以下几个方面:(1) 电化学分析法的基本原理;(2) 电重量分析法;(3) 极谱分析法;(4) 溶出伏安法;(5) 离子选择性电极;(6) 在体和无损电化学分析;(7) 库仑分析法;(8) 电导法与电导滴定;(9) 安培滴定法。(10)其他。

  • 【资料】电化学噪声的分析与应用1

    111112221前言电化学噪声(Electrochemicalnoise,简称EN)是指电化学动力系统演化过程中,其电学状1,2态参量(如:电极电位、外测电流密度等)的随机非平衡波动现象.B.A.TЯΓaЙ等1967年3首先注意到了这个现象,之后,电化学噪声技术作为一门新兴的实验手段在腐蚀与防护科4~11学领域得到了长期的发展.电化学噪声的起因很多,常见的有腐蚀电极局部阴阳极反应活性的变化、环境温度的改变、腐蚀电极表面钝化膜的破坏与修复、扩散层厚度的改变、表面膜1,12~20层的剥离及电极表面气泡的产生等.迄今为止,已有很多技术用于表征电极的界面状态,但是它们都存在着各自不同的缺陷.例如:基于真空技术的低能电子衍射法(LEED)和俄歇电子能谱法(AES)等以及基于电磁波原理的椭圆偏光法(Ellipsometry)和扩展X-射线吸收精细结构技术(EXAFS)等诸多光学方法15,21~25都不能对电极腐蚀现象进行原位观察 基于对研究电极施加外界扰动信号的极化曲线法等传统电化学研究方法则可能因为外加信号的介入而影响腐蚀电极的腐蚀过程,同样无26,27法对被测体系进行原位监测.而电化学噪声技术相对于诸多传统的腐蚀监测技术(如:重量法、容量法、极化曲线法和电化学阻抗谱等)具有明显的优良特性.首先,它是一种原位无损的监测技术,在测量过程中无须对被测电极施加可能改变腐蚀电极腐蚀过程的外界扰28~3126动 其次,它无须预先建立被测体系的电极过程模型 第三,它无须满足阻纳的三个27,32基本条件 最后,检测设备简单,且可以实现远距离监测.2电化学噪声的分类根据所检测到的电学信号视电流或电压信号的不同,可将电化学噪声分为电流噪声或电33~36压噪声.1,29,37,38根据噪声的来源不同又可将其分为热噪声、散粒效应噪声和闪烁噪声:(1)热噪声是由自由电子的随机热运动引起的,是最常见的一类噪声.电子的随机热运动带来一个大小和方向都不确定的随机电流,它们流过导体则产生随机的电压波动.但在没有外加电场存在的情况下,这些随机波动信号的净结果为零.1928年贝尔实验室的J.B.Johnson首先对热噪声进行了详细地实验研究(所以热噪声又称为约翰逊噪声),之后,H.Nyquist根据热力学原理在理论上对其进行了大量探讨.实验与理论结果表明,电阻中热噪声电压的均方值2E[VN]正比于其本身的阻值大小(R)及体系的绝对温度(T):2E[VN]=4KBTRΔυ(1)式中,V是噪声电位值,Δυ是频带宽,KB是Boltzmann常数[KB=1.38×(-23)J/K.上式在13直到10Hz频率范围内都有效,超过此频率范围后量子力学效应开始起作用.此时,功率谱将按量子理论预测的规律而衰减.热噪声的谱功率密度一般很小,例如,1MΩ的电阻在室温298K时所产生的热噪声的谱2功率密度的最大值仅为0.0169μV/Hz.因此,在一般情况下,在电化学噪声的测量过程中,热噪声的影响可以忽略不计.热噪声值决定了待测体系的待测噪声的下限值,因此当后者小于监测电路的热噪声时,就必须采用前置信号放大器对被测体系的被测信号进行放大处理.(2)散粒效应噪声是Schottky于1918年研究此类噪声时,用子弹射入靶子时所产生的噪声命名的.因此,它又称为散弹噪声或颗粒噪声.在电化学研究中,当电流流过被测体系时,如果被测体系的局部平衡仍没有被破坏,此时被测体系的散粒效应噪声可以忽略不计.然而,在实际工作中,特别当被测体系为腐蚀体系时,由于腐蚀电极存在着局部阴阳极反应,整个腐蚀电极的Gibbs自由能ΔG为:ΔG=-(Ea+Ec)zF=-E外测zF(2)式中,Ec和Ea为局部阴阳极的电极电位,E外测为被测电极的外测电极电位,z为局部阴阳极反应所交换的电子数,F为Faraday常数.所以,即使外测E外测或流过被测体系的电流很小甚至为零,腐蚀电极的散粒效应噪声也决不能忽略不计.散粒噪声类似于温控二极管中由阴极发射而达到阳极的电子在阳极所产生的噪声.Schottky从理论上证明了该噪声符合下列公式:2E[IN]=2eI0Δυ(3)式中,e为电子电荷,等于1.59×(-19)C,I0为平均电流.在电化学研究中,e应该用q代替,而q是远大于电子电荷的电量.例如,在单晶Ag的电结晶过程中,q相当于在基体表面上生长一单层Ag所需的电荷 在电极腐蚀过程中,q相当于一个孔蚀的产生或单位钝化膜的破坏所消耗的电量.公式(3)在频率小于100MHz的范围内成立.热噪声和散粒噪声均为高斯型白噪声,它们主要影响频域谱中SPD曲线的水平部分.α(3)闪烁噪声又称为1/f噪声,α一般为1、2、4,也有取6或更大值的情况.与散粒噪声一样,它同样与流过被测体系的电流有关、与腐蚀电极的局部阴阳极反应有关 所不同的是引起26散粒噪声的局部阴阳极反应所产生的能量耗散掉了,且E外测表现为零或稳定值,而对应于极局部腐蚀部位的修复而正移 如果在恒压情况下测定,则在电流-时间曲线上有一个正的脉冲尖峰.关于电化学体系中闪烁噪声的产生机理有很多假说,如“时间常数假说”和“渗透理论假说”等,但迄今能为大多数人接受的只有“钝化膜破坏/修复”假说.该假说认为:钝化膜本身就是一种半导体,其中必然存在着位错、缺陷、晶体不均匀及其它一些与表面状态有关的不规则因素,从而导致通过这层膜的阳极腐蚀电流的随机非平衡波动,于是导致电化学体系中产生了α3类似半导体中1/f噪声.闪烁噪声主要影响频域谱中SPD曲线的高频(线性)倾斜部分.3电化学噪声的测定28,41电化学噪声的测定可以在恒电位极化或在电极开路电位的情况下进行.当在开路电位下测定EN时,检测系统一般采用双电极体系,它又可以分为两种方式:同种电极系统和异种电极系统:(1)传统测试方法一般采用异种电极系统,即一个研究电极和一个参比电极.参比电极一般为饱和甘汞电极(SCE)或Pt电极,也有采用其它形式的参比电极的(如Ag-AgCl参比电极42-47等).电化学噪声用参比电极的选择原则为:除了符合作为参比电极的一般要求以外,还1,44要满足电阻小(以减少外界干扰)、电位稳定和噪声低等要求.(2)同种电极测试系统是近年才发展起来的,它的研究电极与参比电极均为被研究的材48,49料.研究表明:电极面积影响噪声电阻,采用具有不同研究面积的同种电极系统测定体系27的电化学噪声时有利于获取电极过程的机理.当在恒电位极化的情况下测定EN时,一般采用三电极测试系统.在双电极测试系统的基础上外加一个辅助电极给研究电极提供恒压极化.3测试系统应置于屏蔽相中,以减少外界干扰.应采用无信号漂移的低噪声前置放大器,1特别是其本身的闪烁噪声应该很小,否则将极大程度地限制仪器在低频部分的分辨能力.4电化学噪声的分析411频域分析电化学噪声技术发展的初期主要采用频谱变换的方法处理噪声数据,即将电流或电位随时间变化的规律(时域谱)通过某种技术转变为功率密度谱(SPD)曲线(频域谱),然后根据SPD曲线的水平部分的高度(白噪声水平)、曲线转折点的频率(转折频率)、曲线倾斜部分的斜率和曲线没入基底水平的频率(截止频率)等SPD曲线的特征参数来表征噪声的特性,探寻电极过程的规律.常见的时频转换技术有快速傅立叶变换(FastFourierTransform,FFT)、最大熵值法(MaximumEntropyMethod,MEM)、小波变换(WaveletsTransform,WT).特别是其中的小波变换,它是傅立叶变换的重要发展,既保留了傅氏变换的优点又能克服其不足.因此,它代表了电化学噪声数据时频转换技术的发展方向.在进行噪声的时频转换之前应剔除噪声的直流部分,否则SPD曲线的各个特征将变得模糊不清,影响分析结果的可靠性.15,50,51(1)傅立叶变换(FFT)傅立叶变换是时频变换最常用的方法.假设信号为s(t),则由该信号经Fourier变换后得1-ωjt2到频谱s(ω)=s(t)edt,及其相应的能量密度频谱(频率密度)P(ω)=|s(ω)|.根∫39,40闪烁噪声的E外测则表现为具有各种瞬态过程的变量.局部腐蚀(如孔蚀)能显著地改变腐蚀电极上局部微区的阳极反应电阻值,从而导致Ea的剧烈变化.因此,当电极发生局部腐蚀时,如果在开路电位下测定腐蚀电极的电化学噪声,则电极电位会发生负移,之后伴随着电

  • [分享资料] 腐蚀电化学分析实验

    [url=http://www.instrument.com.cn/download/shtml/022986.shtml]腐蚀电化学分析[/url]杨聪仁教授编撰一,实验目的以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率.二,实验原理2-1 腐蚀形态2-2 腐蚀速率之测试(2)电化学测试法(electrochemical tests)三,实验设备及材料恒电位仪,五口瓶,参考电极,碳棒,单蕊铜导线,氮气,AB型混合 胶,三用电表,化学药品(NaCl,NH4OH),碳钢片,不锈钢片,铜片

  • 电化学分析系统(工作站)

    天津市兰标电子科技发展有限公司及所属天津市兰力科化学电子高技术有限公司,是与中国科学院,中国科技大学共同合作的高科技企业,是科技部和天津市科委认定的天津市高新技术企业和软件企业,是我国第一家生产电化学分析系统(工作站)的专业厂家其中,LK98系列电化学分析系统,微量元素分析仪器是国家"九.五"重点攻关项目,填补了国内空白 列入科技部2000年国家火炬计划 连续多年列为教育部"211工程"世界银行贷款中标产品 承担着"十.五"期间国家"863计划"多个攻关项目,唯一被国际权威科学杂志SCI、EI等认可的仪器.公司网址:www.lanlike.com 欢迎各位老师莅临指导[em61]

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