Методы основанные на электрохимическом импедансе

Методы, основанные на электрохимическом импедансе

• импедансная спектроскопия; • ас вольтамперометрия; • вольтамперометрия высших гармоник. 2

Электрохимические методы: E = f(i, t) i = f(E, t) E = f(i, C*, t) i = f(E, С*, t) E i С 3

Диффузионные законы Фика: 4

Фазовая диаграмма 5

Импедансная спектроскопия Задается: Изучается: 6

Фазовая диаграмма φ<0 7

Фазовая диаграмма: сопротивление 8

Фазовая диаграмма: емкость E I 9

Формулы Эйлера 10

Фазовая диаграмма: емкость - комплексная амплитуда E I 11

Импеданс 12

Импеданс 13

Адмиттанс 14

Уравнение ток - перенапряжение 15

Предельные случаи а) отсутствие влияния массопереноса Butler-Volmer а 1) малые перенапряжения RT/F ≈ 25 m. V а 2) большие перенапряжения 16

Импеданс стадии разряда 17

Эквивалентная схема Randles-Sevcik interface 18

Реальный анализ Randles-Sevcik interface Элемент постоянной фазы: 19

Эквивалентная схема Rb Cdl 20

Диффузионный импеданс 21

Диффузионный импеданс 22

Warburg impedance полубесконечное приближение 23

Warburg impedance 24

Эквивалентная схема Rb Cdl ZW Rct RW 25

26

Ограниченная диффузия пропускные граничные условия 27

Профиль концентрации и диффузионный слой 28

Гидродинамика Вращающийся дисковый электрод Уравнение Левича: ω 29

Гидродинамика Вращающийся дисковый электрод Уравнение Левича: C* Co x δ 30

Ферроцианид (1 м. М), вращающийся дисковый электрод 1800 rpm (○) – ¾ id, (∆) – ½ id, (●) – ¼ id. (a) – теоретическая кривая по приближению Нернста 31

Ограниченная диффузия отражательные граничные условия 32

Ограниченная диффузия отражательные граничные условия 33

Conducting polymers • electronic conductivity • ionic conductivity Polypirrole: C. K. Chiang, C. R. Fincher, Y. W. Park, A. J. Heeger, H. Shirakawa, E. J. Louis, S. C. Gau, and A. G. Macdiarmid, Physical Review Letters 39, 1098 (1977) 34

Полимеризация пиррола Инициация Рост цепи Обрыв цепи 35

Проводимость полипиррола Восстановленный полипиррол Полярон Биполярон 36

Полианилин 37

Окно проводимости полианилин 38

Проводящие полимеры Rb C Zd Rct 39

ас вольтамперометрия 40

ас вольтамперометрия 41

ас вольтамперометрия 42

Циклическая ас вольтамперометрия Обратимые системы 43

Циклическая ас вольтамперометрия Квазиобратимые системы 44

Cac. V 1 м. М ацетилацетоната Fe(III) в ацетоне, ∆E = 5 m. V, v = 100 Mv/s, ω/2π = 400 Hz 45

ac высших гармоник 46