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      技術(shù)文章TECHNICAL ARTICLES

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      東華分析——快速電流脈沖電化學方法

      更新時間:2022-07-25    瀏覽量:1549

      基本定義

      快速電流脈沖是一種常用的電化學方法,可以應用在電分析、電化學工程等多個研究領域。特別是2~5步的多電流脈沖技術(shù),由于其多實驗參數(shù)的控制能力,常用于脈沖電沉積等快速電流脈沖實驗。

      就快速電流脈沖的電化學技術(shù)而言,因脈沖的步數(shù)多,周期短,響應快,周期的數(shù)量多,采集的數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)采集頻率高等特點,對電化學工作站提出了更高的要求。

      激勵信號

      基本信號

      征本實驗方法是通過對測試體系施加脈沖電流值,設置不同的脈沖寬度以及每點時間,進行電壓信號采集。

      圖1 快速電流脈沖的激勵信號

      關(guān)鍵參數(shù)及一般應用范圍

      • 脈沖數(shù):1~5;如選擇2,則可施加三個電流脈沖信號。

      • 電流1(mA):脈沖電流值,根據(jù)實驗使用的樣品或電極的表觀面積及相應的電流密度設置;寬度(s):脈沖寬度。

      • 電流2(mA)、電流3(mA)、電流4(mA)、電流5(mA):同上;寬度(s):脈沖寬度。

      • 每點時間(s):表示采集每個數(shù)據(jù)點所用時間。

      • 循環(huán)次數(shù):1-1000000。

      • 全部點數(shù):每點時間×循環(huán)次數(shù)。

      研究體系及實驗曲線

      ZHL-02鍍銀液,WE-Cu片(確定具體面積),CE+RE-Ag片。

      改變周期長度的對比

      周期長度10 s

      • 電流1:-45 mA,寬度:5 s;電流2:0 mA,寬度:5 s

      • 每點時間:0.01 s,循環(huán)次數(shù)60次

      • 占空比:1:1。總脈沖時間600 s

      圖片

      周期長度10 s的快速電流脈沖曲線;

      圖片

      選擇放大后的10個周期。

      周期長度5 s

      • 電流1:-45 mA,寬度:2.5 s;電流2:0 mA,寬度:2.5 s。

      • 每點時間:0.01 s,循環(huán)次數(shù)120次。

      • 占空比:1:1,總脈沖時間600 s。

        圖片

        周期長度5 s的快速電流脈沖曲線

        圖片

        選擇放大后的10個周期

        周期長度2.5 s

        圖片

        周期長度2.5 s的快速電流脈沖曲線

        圖片

        選擇放大后的10個周期

        周期長度0.5 s

        圖片

        周期長度0.5 s的快速電流脈沖曲線

        圖片

        選擇放大后的10個周期

        周期長度0.2 s

        圖片

        周期長度0.2 s的快速電流脈沖曲線

        圖片

        選擇放大后的10個周期

        周期長度0.1 s

        • 電流1:-45 mA,寬度:0.05 s;電流2:0 mA,寬度:0.05 s

        • 每點時間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)6000次

        • 占空比:1:1,總脈沖時間600 s


          周期長度0.1 s的快速電流脈沖曲線

          選擇放大后的10個周期

          周期長度0.05 s

        • 電流1:-45 mA,寬度:0.025 s;電流2:0 mA,寬度:0.025 s

        • 每點時間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)12000次

        • 占空比:1:1,總脈沖時間600 s

      周期長度0.05 s的快速電流脈沖曲線

      選擇放大后的10個周期

                  周期長度0.01 s

      • 電流1:-45 mA,寬度:0.005 s;電流2:0 mA,寬度:0.005 s

      • 每點時間:0.0005 s,循環(huán)次數(shù)60000次

      • 占空比:1:1,總脈沖時間600 s


      周期長度0.01 s的快速電流脈沖曲線

      選擇放大后的10個周期

            占空比4:1

      • 電流1:-45 mA,寬度:0.08 s;電流2:0 mA,寬度:0.02 s

      • 每點時間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

      • 周期長度0.1 s,總脈沖時間360 s


      占空比4:1的快速電流脈沖曲線

      選擇放大后的10個周期

         占空比1.5:1

      • 電流1:-45 mA,寬度:0.06 s;電流2:0 mA,寬度:0.04 s

      • 每點時間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

      • 周期長度0.1 s,總脈沖時間360 s


      占空比1.5:1的快速電流脈沖曲線

      圖片

      選擇放大后的10個周期

      占空比1:1

      • 電流1:-45 mA,寬度:0.05 s;電流2:0 mA,寬度:0.05 s

      • 每點時間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

      • 周期長度0.1 s,總脈沖時間360 s

      占空比1:1的快速電流脈沖曲線

      圖片

      選擇放大后的10個周期

      占空比1:1.5

      • 電流1:-45 mA,寬度:0.04 s;電流2:0 mA,寬度:0.06 s

      • 每點時間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

      • 周期長度0.1 s,總脈沖時間360 s

        圖片

        占空比1:1.5的快速電流脈沖曲線

        圖片

        選擇放大后的10個周期

      占空比1:4

      • 電流1:-45 mA,寬度:0.02 s;電流2:0 mA,寬度:0.08 s

      • 每點時間:0.001 s,循環(huán)次數(shù)3600次

      • 周期長度0.1 s,總脈沖時間360 s

      圖片

      占空比1:4的快速電流脈沖曲線

      圖片

      選擇放大后的10個周期

      其他應用領域

      快速電流脈沖技術(shù)還可以應用在以下領域:環(huán)境污染物檢測,如用于除去廢水中的金屬、檢測大氣顆粒物單顆水平;電池動態(tài)應力測試、電池循環(huán)壽命測試;納米材料制備;電力電纜中故障排查;電極過程動力學研究,電極材料的組成、特性、金屬腐蝕等領域。



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