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Annes1

新蟲 (初入文壇)

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專業(yè): 集成電路設(shè)計(jì)與測試

[求助] 用兩電極通過測EIS來測電極電學(xué)模型是可行的嗎？如果可行應(yīng)該怎么做？已有1人參與

問題背景：
      我本科是學(xué)電子信息的，沒有太多的化學(xué)基礎(chǔ)，研究生導(dǎo)師希望我測一下Ag/AgCl參比電極的電學(xué)模型，但我沒找到測參比電極的電學(xué)模型的文獻(xiàn)資料。
      通過查文獻(xiàn)，我看到一般用EIS法測整個電解池電學(xué)模型，我想這樣可以把參比電極的電學(xué)模型從整個電解池模型中剝離出來。但是又有一個問題，就是如果我要測的電極是Ag/AgCl參比電極，那我的工作電極和參比電極就一樣了，我就想是否可以不用三電極系統(tǒng)來測，直接用兩個一模一樣的Ag/AgCl電極和電解液連接成通路，用兩電極來測EIS。

問題：
      我想問各位大神：
      ①兩電極可以做測EIS奈奎斯特圖的實(shí)驗(yàn)嗎？我沒有查到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)資料。
      ②為什么EIS實(shí)驗(yàn)中施加的交流信號要馱載在直流信號上，不能把電解池整個體系就看成電學(xué)體系，直接施加交流電壓信號測電流，用電壓比電流得出阻抗嗎？（我丑陋的電化學(xué)基礎(chǔ)）
      ③測EIS曲線需要什么溶液呢？我看到的都是鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液，但是不理解如果測電學(xué)模型也可以用嗎？我用NaCl溶液來測可以嗎？因?yàn)槲艺J(rèn)為我只需要兩個電極能形成電學(xué)通路就可以，溶液的種類除了影響溶液的電阻還會有別的影響嗎？

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一志愿湖南大學(xué)0703，356分，求調(diào)劑已經(jīng)有1人回復(fù)

1樓 2024-03-16 18:03:59

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tommy7749

至尊木蟲 (職業(yè)作家)

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專業(yè): 電化學(xué)

【答案】應(yīng)助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
Annes1: 金幣+20, ★★★很有幫助 2024-03-17 13:18:01

問得非常清楚，嘗試回答一下：
一、電化學(xué)的基本知識，幫助你理解。電化學(xué)中的所謂電學(xué)模型（比如經(jīng)典的雙電層理論）就是從物理學(xué)中借鑒的，你本科的知識是理解電化學(xué)的優(yōu)勢。1.電化學(xué)與物理學(xué)電子電路的很重要的不同之一是：電化學(xué)中的電位是依靠參比電極測出的，可以理解為是絕對的（不同參比電極測出的電位數(shù)值是不同的，但可以轉(zhuǎn)換成相同的“絕對值”，引號表示相對于氫電極），這種電位通常是電極在溶液中去測；電子電路中的“電位”（電路中某一點(diǎn)的電勢，不是電子學(xué)專業(yè)，名詞使用可能不當(dāng)，你湊合理解吧）是相對的，數(shù)值取決于接地點(diǎn)，接地點(diǎn)不同，數(shù)值不同，這種電位通常不涉及溶液。這樣理解上面說的絕對和相對吧。接地點(diǎn)的選擇可以人為改變，改變后測的電位隨之改變，電位的改變是人（選不同接地點(diǎn)）決定的。參比電極當(dāng)然可以人為選擇，但是不同的選擇無法改變測得電位（的絕對值，以氫電極電位為0）2.所以，在電化學(xué)測試體系中，通常是三電極體系。工作電極（即你要進(jìn)行測試的電極）、輔助電極（或者叫對電極，用于構(gòu)成測試回路）和參比電極（用于確定你要測試電極的絕對電位）。這里需要注意，測試得到的電流是整個測試回路的電流，這個電流與流過輔助電極的電流是相同的（流過參比電極的電流被忽略。特殊情況下不能忽略的話，兩個電流是不等的，這個你應(yīng)該很容易理解）。測試得到的電位（一般不用“電壓”這個名詞）是工作電極與參比電極之間的電位差（即電壓）。3.所謂兩電極體系，就是把參比電極和輔助電極合并，即一個電極起到兩個作用：構(gòu)成電回路和測試工作電極的電位。顯然，這就對輔助電極有了“電位穩(wěn)定”的要求（否則測得的工作電極電位數(shù)值就是不準(zhǔn)確的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)然就會有問題）。一般的電極當(dāng)然不會像參比電極那么穩(wěn)定，在有電流流過的時候本身電位是會改變的（這種改變在電化學(xué)中稱為極化），如果實(shí)驗(yàn)要求不高，這種極化在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)，那就可以使用兩電極體系。
二、回答你的問題。1.可以做，沒問題。但是你首先要判斷，如果使用兩電極體系，這種誤差是不是可以接受。但是我還是不建議你用兩個參比電極這種兩電極體系。因?yàn)閰⒈入姌O的阻抗比較大。如果條件允許的話，你還是用三電極體系吧，還是用兩個參比電極，再加一個輔助電極就行，比用兩電極體系（尤其是對電極還是個參比電極）少燒很多腦。2.可以不使用直流信號。這時測試的是工作電極在開路電位情況下的電化學(xué)阻抗譜。如果疊加直流信號，測試的是工作電極在直流信號下的電化學(xué)阻抗譜。僅僅是測試目的不同而已。3.這又是一個基礎(chǔ)問題。電化學(xué)測試的是工作電極表面發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。注意，是工作電極表面。在這個表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)可以分成兩種情況：工作電極參與反應(yīng)，通常是我要研究工作電極在溶液中會發(fā)生什么反應(yīng)，研究對象是電極；工作電極不參與反應(yīng)，我要研究的是溶液在某電位（或電流）下會發(fā)生什么反應(yīng)，此時工作電極的作用是提供反應(yīng)的發(fā)生場所，研究對象是溶液（工作電極一定要惰性）。鐵氰化鉀溶液體系一般是第二種情況。你的工作屬于第一種情況。所以，使用氯化鈉溶液沒有問題。但是，要求你測電學(xué)模型，是在哪種溶液的電學(xué)模型呢？不同溶液可能電學(xué)模型不同啊。你選擇要求的溶液就可以（溶液需要一定的導(dǎo)電性）
三、我個人很好奇。學(xué)化學(xué)，尤其是電化學(xué)的，大家拼命往電池研究方向擠，希望跳出天坑�？茨氵@架勢，這是從電子電路往天坑里跳啊，你咋想的？

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2樓2024-03-17 09:48:20

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