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PHE200™ 物理电化学

PHE200 物理电化学软件是研究人员的基本电化学工具包。包括的实验(如循环伏安法)是当今电化学的基础,并在教学、研究和工业中得到广泛应用。

产品详细信息

概述

PHE200 物理电化学软件是用于研究电化学的起始软件包。 其包括循环伏安法、线性扫描伏安法以及各种计时技术等必要工具。

PHE200 中提供的实验可用于确定氧化还原电位、反应机理、化学浓度和动力学速率常数。 工业应用包括电池、燃料电池、生物电化学、电解作用和化学传感器。

将 PHE200 与 Gamry 恒电位仪相结合,采用含有序列向导的框架时,可进行数据采集;采用 Echem Analyst 时,则可进行数据分析。

Gamry 的研究电化学选项始于 PHE200,还包含脉冲伏安法 (PV220),以及 DigiElch 电化学模拟(一款强大的研究工具,对于循环伏安法分析尤其有用)。

特性

PHE200 拥有多种特性,能够对需要更多系统功能的用户提供极大帮助,其中包括:

  • 采样模式
    • Gamry 在数字恒电位仪标准模式(标有“快速”)中添加了噪声抑制采样和表面模式采样。 两种模式都可用于改善标准模式的信噪比,并且表面模式更是帮助 Gamry 解决了影响其他数字仪器的问题: 对双电层(电容器)充电和捕捉表面束缚组电化学的测量。常规(快速)数据采集只能在每个数字阶跃结束时收集数据。 实际上,对于扩散到该电极的物质而言,这将成为一个优势(排除大多数来自信号的充电电流)。
  • 高级恒电位仪设置
    • 对于想要控制系统滤波、稳定性和速度的高级用户,始终提供有脚本级的高级恒电位仪设置。 在 PHE200 中,可通过实验设置窗口轻松实施这些控制。
  • 电极设置
    • 滴汞电极(DME,SMDE,HMDE)、旋转电极和/或搅拌-净化元件的用户可通过此菜单设置上述各种装置。
  • 正反馈 IR 补偿
    • 采集速率较高的实验无法进行电流中断模式 IR 补偿操作。 在这类实验中,可通过正反馈采集 IR 补偿数据。 为此,在实验中,未补偿的电阻值必须是已知且恒定的,操作才能正常进行。

系统要求

  • Gamry PCI4/G 系列或 Reference 系列仪器
  • Microsoft® Windows™ XP SP3/Vista/7(32 位或 64 位)

实验

PHE200 中有两种常规的实验设置: 一种针对扫描技术,另一种针对计时技术。 扫描技术的用户可指定电压停止值(扫描限值)、扫描速率和步长。 计时技术的用户则可指定阶跃的电压或电流、总阶跃持续时间和采样周期(数据采集速率)。

循环伏安法
在 PHE200 中使用 Gamry 的数据采集和分析软件可以使循环伏安法更加灵活、功能更强。 任何用户都能够以 1 mV/s 至 1000 V/s 的扫描速率进行操作(高级用户仍能够以更高的速率运行)。

线性扫描伏安法
将“线性扫描伏安法”作为循环伏安图的第一部分来描述最为合适。 线性扫描伏安图与 CV 从起始 E 至扫描限值 1 的初始部分完全一样。线性扫描主要用于电活性物质的半定量测量。

计时安培分析法
计时安培分析法用于研究扩散控制的电化学反应和复杂的电化学机理。 一般方法是,在未发生法拉第反应的位置施加初始电位,然后将电位阶跃到发生目标电化学反应的值。 通常在整个实验过程中,溶液都处于未搅拌状态,但将一直测量电流。 计时安培分析法还常常用于检测电活性物质。 两种用途的主要区别在于数据采集,而在这种情况下,数据采集将于初始衰减后开始并且速率保持恒定。

重复计时安培分析法
对于脉冲电镀等应用而言,电化学家往往希望施加方波并监测每一脉冲期间的电流分布。 重复计时安培分析法的目的就在于此。

多阶跃计时安培分析法
借助多阶跃恒电位技术,用户能够向电化学池施加多达 48 个不同电位,并且还能监测每一阶跃期间的电流分布。 该方法常常用于定性电化学反应或电极材料。 复杂的脉冲电镀技术已变得更为普遍,本实验正是针对此技术而设计。

计时库仑法
计时库仑法是将电化学池电流整合起来,用以计算电荷的计时安培分析法。 通过提供的电荷数据可以更方便地获得某些实验信息。 此方法尤其适用于研究吸附过程和其他诸如修饰电极等表面约束反应。 此外,针对此技术的分析还包括最小化/最大化、背景扣除、拟合集成 Cottrell 方程和面积归一化。

计时电位分析法
计时电位分析法是将电流从初始值(通常为零)阶跃到某个有限值,并监测相对于时间的电位。 初始电活性物质耗尽后,将产生电位过渡。 过渡时间则通过 Sand 方程与若干电化学参数相关。 如果超出电压,“限值 V”特性将中断实验。

重复计时电位分析法
在重复计时电位分析法中,将向电化学池交替施加两个电流值,并且在每个电流阶跃期间采集电位样本。 电池研究人员可借助 G 系列仪器,利用该实验绘制充电/放电曲线。

控制电位库仑分析法
控制电位库仑分析法是在测量和整合电流的同时彻底氧化或还原电活性物质的电化学实验。 通过实验过程中累积的总库伦数可计算电化学反应中转移的电子数或浓度。 控制电位库伦分析法本质上是长期的计时库仑法实验,因此,它可以利用计时库仑法分析程序来查看和处理数据。

 

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