基于改进计时电流法精确模型的数值解仿真及实验验证.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao1AprilActaP．一Chim．Sin．2012，28(4)，877-884877[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB20l202141、，1Ⅳw．whxb．pku．edu．cn基于改进计时电流法精确模型的数值解仿真及实验验证陈旭海刘绍丽'。陈敬华杜民'林新华，(福州大学电气工程与自动化学院，福州350000；福建省医疗器械和医药技术重点实验室，福州350000；福州大学物理与信息工程学院，福州350000；福建医科大学药学院，福州350000)摘要：根据电极表面被

2、测物浓度变化经验公式所建立的改进计时电流法的理论模型，只能定性分析响应电流峰值与被测物浓度关系，无法准确描述响应电流峰值与反应体系及激励电势中其它参数的关系．为解决该问题，利用能斯特方程与扩散定律，建立了描述电极表面被测物浓度与响应电流关系的积分方程，通过数值分析方法求解得到该积分方程数值解．进而利用数值仿真得到精确的电流与时间关系曲线，分析了电流峰值与试剂浓度、惯性时间常数、参比电极标准电势、激励电势初始值以及稳态值之间的关系．最后，利用改进计时电流法的电路装置对K3[Fe(CN)6]试剂进行测试，实验结果表明该数值模型比经验模型更接

3、近真实情况，也验证了由该模型推导得到的各参数之间关系的正确性．关键词：改进计时电流法：精确模型；数值分析；能斯特方程：菲克扩散定律中图分类号：0646NumericalSimulationBasedAccurateModelsofImprovedChronoamperometryandItsExperimentalValidationCHENXu—Hai’1LIUShao—Li-。CHENJing-HuaDUMin’LINXin—Hua，('CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，Fuzh

4、ouUniversity,Fuzhou350000,R．China；FujianKeyLaboratoryofMedicalInstrumentation＆PharmaceuticalTechnology,Fuzhou35000~R．Chi口：CollegeofPhysicsandInformationEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou35000~PR．China；FacultyofPharmacy,FujianMedicalUniversity,Fuzhou350000,PR．China、Abstr

5、act：Basedontheempiricalformulaforconcentrationchangeofadetectedmoleculeonthesurfaceofaelectrode，anapproximatemathematicaImodeIofimprovedchr0nOamperOmelrywasestablished．Therelationshipbetweentheworkingcurrentanddetectionreagentconcentrationwasanalyzedqualitatively．Paramet

6、ersfortheelectrodereactionandexcitationpotentialwerenotincludedTo．solvethisproblem，theNernstequationandFickSlawwereappliedtoconstructanintegralequationforthespecificcOncentratIOnsoftheoxidantandreductantonthesurfaceoftheelectrode．Thecurrent-timecurveobtainednumericallywa

7、susedtoinvestigatetherelationshipbetweenthepeakcurrentandconcentrationofreagent，lnertiatimeconstant，standardpotentialofthereferenceelectrode．initiaIvalueandsteadystatevalueofthevoltageexcitation．UsingtheimprovedchrOnOamperOmelrydevice，westudiedtheelectrochemicalbehavioro

8、fK3[Fe(CN)6】．TheexperimentalresultsshowedthatthesimulationresultsrrOmthenumericalmode1weremuchclosertot