电极材料有哪些?电极材料的分类及电极材料电化学性能的测定
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电极材料首先导电性能要特别好,常见的有铜电极、铂电极和石墨电极等;下面电百科就来介绍下电极材料有哪些?电极材料的分类及电极材料电化学性能的测定。
一、电极材料有哪些?
1、金属电极材料,铜、金、银、铂、钯、铱及其一些合金是电的良导体,还具有抗氧化耐腐蚀、超电压低、不钝化等特性,适于作阳极材料,制成电极片、电极网、电极丝线等形状的阳极。
2、涂层电极材料,涂层电极由基底和涂层两部分组成,用于电化学的涂层电极。
3、石墨电极材料,在石墨、活性炭、乙炔黑、或有机碳等(也有用莱尼镍、碳化硼等材料)制成的多孔载体上载上有电催化性能的贵金属或其氧化物。
二、电极材料的分类
根据电极的组成可以分为三类:
1、金属电极,电极金属与电解液中的该金属离子达成平衡的电极
2、膜电极,在其结构上配备有膜组合的电极,如玻璃电极、离子交换电极或氧电极等
3、微电极和修饰电极,电极的至少一维度的尺寸为微米或纳米级的电极(即<100微米)。
三、电极材料电化学性能的测定
电极材料电化学性能一般做三种电化学测定:循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗。
1、循环伏安法,是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究,但该法很少用于定量分析。要研究某个氧化还原反应,一般都是在溶液中进行的~而我们在体系上加上电压后,溶液中的离子开始定向移动,导线中的电子开始定向移动~为了使电路接通,在溶液和电极的接触面上,必须有电子的传递,而电子是显然不能进入溶液中的,于是氧化还原反应就发生了,分子在电极表面得失电子,使电路构成回路,于是可以检测到电流了;于是,主要有两个步骤,一)分子或离子在溶液中定向移动,或者叫做传输;二)分子或者离子在电极表面发生反应,这两个步骤决定了电流的大小。回到循环伏安,加电压,很容易理解,加到某一个电压的时候,步骤二,或者说氧化还原反应才会发生,对应就是循环伏安的峰附近,如何研究步骤一呢,离子的移动的性质,改变循环伏安的扫速,可以研究扩散系数等。
2、恒电流充放电法,又称计时电势法,一种研究材料电化学性能中非常重要的方法之一;在恒流条件下对被测电极进行充放电操作,记录其电位随时间的变化规律,研究电位随时间的函数变化的规律。
3、交流阻抗也叫做电化学阻抗谱EIS,早期的电化学文献中称为交流阻抗(AC Impedance);阻抗测量原本是电学中研究线性电路网络频率响应特性的一种方法,引用到研究电极过程,成了电化学研究中的一种实验方法。当电极系统受到一个正弦波形电压(电流)的交流讯号的扰动时,会产生一个相应的电流(电压)响应讯号,由这些讯号可以得到电极的阻抗或导纳。一系列频率的正弦波讯号产生的阻抗频谱,称为电化学阻抗谱。电化学阻抗谱方法是一种以小振幅的正弦波电位(或电流)为扰动信号的电化学测量方法。由于以小振幅的电信号对体系扰动,一方面可避免对体系产生大的影响,另一方面也使得扰动与体系的响应之间近似呈线性关系,这就使测量结果的数学处理变得简单。交流阻抗法就是以不同频率的小幅值正弦波扰动信号作用于电极系统,由电极系统的响应与扰动信号之间的关系得到的电极阻抗,推测电极的等效电路,进而可以分析电极系统所包含的动力学过程及其机理,由等效电路中有关元件的参数值估算电极系统的动力学参数,如电极双电层电容,电荷转移过程的反应电阻,扩散传质过程参数等。更多关于电极材料问题请关注电百科,盗载必究。