暫態技術

研究暫態電極系統的實驗方法和實驗數據分析的技術。擾動處於平衡態的電極系統的暫態技術稱為鬆弛方法。表征電極系統的參量（電極電勢、電流、濃度分布、電極表面狀態等）明顯變化的階段所處的狀態稱為暫態。常用的暫態技術是控制電極電勢或電極電流按一定規律變化，同時直接測量或對時間的變化,或間接測量它們對與有關的物理量（如正弦波角頻率）的變化,它們分別稱為控制電勢法和控制電流法。

基本介紹

• 中文名：暫態技術
• 分類：控制電勢法和控制電流法
• 套用：電源，電鍍，腐蝕

控制電勢法

電勢階躍法

暫態實驗開始前，電極電勢處於開路電勢;實驗開始時(=0),電極電勢突躍至某指定恆定值，直至實驗結束（圖1a[各種電極電勢波形]）。實驗上也可將電勢階躍法中的電流 經積分器得到流經電極的電量。習慣上將測-關係稱為計時電量法，而將測-關係稱為計時電流法。

方波電勢法

電極電勢 在某一指定恆值持續時間後，突變為另一指定恆值,持續時間後又突變回值，如此反覆多次（圖1b[各種電極電勢波形]）即為方波電勢法。

線性掃描電勢法

電極電勢 按恆定速率變化，即d/d為常數,也稱動電勢伏安法，它可以是單程的，稱線性掃描電勢法（圖1c[各種電極電勢波形]），也可以是來復的，稱為循環伏安法或三角波電勢法（圖1d[各種電極電勢波形]）。本法常測量-的相對變化關係,稱循環伏安圖。伏安圖的定量解析比較複雜，往往需採用數值解法。但伏安圖上的峰可以用來鑑別參與電極反應的物質，包括反應中間物，因此動電勢伏安圖有電化學譜圖之稱。它已成為研究電極反應機理（尤其是複雜電極反應機理）和電極表面覆蓋層的重要工具。

控制電流法

電流階躍法

在暫態實驗開始以前，電極電流為零；實驗開始時,電極電流由零突躍至某一指定恆值，直至實驗結束為止（圖2a[常用的控制電流波形]），然後記錄-關係，習慣也稱計時電勢法。

斷電流法　在暫態實驗開始以前，電極電流為某一指定恆值，讓電極電勢基本上達到穩態。實驗開始時，電極電流突然切斷為零。在電流切斷的瞬間,電極的電阻極化（即歐姆電位降）消失，可使問題簡化（圖2b[常用的控制電流波形]）。

方波電流法

電極電流在某一指定恆值持續時間後,突變為另一指定恆值，持續時間後又突變回值,如此反覆多次一般和的數值不相等,；在特殊情況下，控制和的數值相等, =,則稱為對稱方波電流法（圖2c[常用的控制電流波形]）。

電流換向階躍法

在暫態實驗開始以前，電極電流為零。實驗開始時電極電流突變至某一指定恆值,持續時間後,突變為另一指定恆值(改變電流方向),此後持續到實驗結束（圖2d[常用的控制電流波形]）。

雙脈衝電流法　在暫態實驗開始以前，電極電流為零。實驗開始時，電極電流突躍至某一指定恆值,持續時間後，電極電流突降至另一指定恆值（電流方向保持不變），直至實驗結束為止。一般的時間很短（微秒級），>（圖2e[常用的控制電流波形]）。

套用

暫態技術提供了比穩態技術更多的信息，用來研究電極過程動力學，測定電極反應動力學參數和確定電極反應機理，而且還可將測量遷越反應速率常數的上限提高2～3個數量級，有可能研究大量快速的電化學反應。暫態技術對於研究中間態和吸附態存在的電極反應也特別有利。暫態技術中測得的一些參量，例如雙電層電容、歐姆電阻、由遷越反應速率常數決定的遷越電阻等，在化學電源、電鍍、腐蝕等領域也有指導意義。

參考書目

田昭武著：《電化學研究方法》，科學出版社，北京，1984。

林仲華