电化学阻抗谱-6.ppt

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1、电化学阻抗谱组员：余玲石柳刘彬材料学院问题如何从电化学阻抗谱区分电极反应是扩散控制还是电化学反应（电荷传递）控制？电极反应过程RoxRoxRoxRredRredRred吸附脱附双电层电极e-本体溶液电化学反应步骤控制过程如果电极过程由电化学反应步骤（电荷传递过程）控制，扩散过程引起的阻抗可以忽略，等效电路为：等效电路的阻抗：电化学反应步骤控制实部虚部整理得：电化学反应步骤控制电极过程的控制步骤为电化学反应步骤时，Nyquist图为半圆，据此可以判断电极过程的控制步骤。从Nyquist图上可以直接求出R

2、和Rct。扩散控制的电极过程理想扩散过程实部与虚部数值相同，在复平面上为一条倾斜的直线，倾斜角为45°。Warburg阻抗扩散阻抗的直线可能偏离45，原因：电极表面很粗糙，以致扩散过程部分相当于球面扩散除了电极电势外，还有另外一个对阻抗频响有影响的状态变量，Warburg公式不适用。电化学反应与扩散过程混合控制电极过程由电荷传递过程和扩散过程共同控制，电化学极化和浓差极化同时存在时，则电化学系统的等效电路可简单表示为：电路的阻抗：实部：虚部：（1）低频极限。当足够低时，实部和虚部简化为：消去，

3、得：电化学反应与扩散过程混合控制Nyquist图上扩散控制表现为倾斜角/4（45）的直线。（2）高频极限。当足够高时，含-1/2项可忽略，于是：电荷传递过程为控制步骤时等效电路的阻抗Nyquist图为半圆电化学反应与扩散过程混合控制电极过程由电荷传递和扩散过程共同控制时，其Nyquist图是由高频区的一个半圆和低频区的一条45度的直线构成。高频区为电极反应动力学（电荷传递过程）控制，低频区由电极反应的反应物或产物的扩散控制。电化学反应与扩散过程混合控制谢谢!