循環(huán)伏安法是一種從電化學(xué)反應(yīng)中獲得定性動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的有用技術(shù)。CV數(shù)據(jù)中會(huì)出現(xiàn)不同的峰：每個(gè)峰對(duì)應(yīng)于特定的電化學(xué)過(guò)程，并且峰高與分析物的濃度相關(guān)。

Gamry軟件通過(guò)梯形數(shù)值法對(duì)CV掃描進(jìn)行積分，并且始終對(duì)時(shí)間進(jìn)行電流積分。這意味著當(dāng)CV顯示為電壓對(duì)電流曲線(xiàn)時(shí)，“在幕后”軟件依然會(huì)從數(shù)據(jù)文件中提取電流和時(shí)間列。因此，無(wú)論屏幕上繪圖上顯示的單位如何，從積分生成的結(jié)果單位始終是庫(kù)倫。

為什么積分？

循環(huán)伏安曲線(xiàn)的積分可以提供有關(guān)電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中電荷轉(zhuǎn)移數(shù)的直接信息。但是除此之外，積分還可為實(shí)驗(yàn)提供附加值。我們可以看幾個(gè)例子。

硫酸銅溶液

這是在CuSO4酸性溶液中進(jìn)行CV測(cè)試（黑線(xiàn)），同時(shí)進(jìn)行QCM測(cè)試（紅線(xiàn)）。我們可以比較每個(gè)循環(huán)電荷轉(zhuǎn)移對(duì)應(yīng)的移除或增加的Cu的質(zhì)量。

聚合物

該循環(huán)伏安掃描顯示了具有各種電活性位點(diǎn)的聚合物。同時(shí)測(cè)試的QCM，可以確定沉積在電極表面的質(zhì)量。對(duì)正向反應(yīng)和反向反應(yīng)的比較將深入了解反應(yīng)機(jī)理。

超級(jí)電容器

這兒是電容的積分，并且沒(méi)有“反應(yīng)”可言。為了正確的測(cè)試超級(jí)電容器的CV，電化學(xué)工作站必須設(shè)置成Surface模式，并不是所有品牌的電化學(xué)工作站都可以這么做。（Gamry可以）。與由法拉第電流和電化學(xué)反應(yīng)引起的較慢1/t²衰減不同，Surface模式可以測(cè)出吸附物質(zhì)的1/t的衰減。詳細(xì)介紹請(qǐng)參考Gamry應(yīng)用報(bào)告“使用數(shù)字階梯伏安法測(cè)試表面相關(guān)電流”。

如何積分

讓我們來(lái)看一個(gè)例子。這里我們使用CV測(cè)試酸性溶液中的鐵氰化鐵。

Gamry Echem Analyst™ 軟件可提供兩種方式對(duì)CV進(jìn)行積分。

1. 快速積分工具
   快速積分工具在CV下拉菜單中，可將數(shù)據(jù)集拆分成“曲線(xiàn)”。快速積分是對(duì)相對(duì)于0電流線(xiàn)的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行積分。同時(shí)，使用“選擇橫坐標(biāo)區(qū)域”工具，也可對(duì)區(qū)域進(jìn)行積分。

以下是對(duì)數(shù)據(jù)使用快速積分的結(jié)果：

此方法可能更適合分析多圈CV數(shù)據(jù)。

2. 積分工具

使用此方法，可以更精確地對(duì)一部分曲線(xiàn)進(jìn)行積分，以及怎樣和如何選取基線(xiàn)。

a. 打開(kāi)數(shù)據(jù)

b. 激活“繪制手繪線(xiàn)”按鈕

c. 左擊并在圖形上所需起點(diǎn)按住以便放置錨點(diǎn)。該線(xiàn)是峰之前背景電流的外推。不要過(guò)多或過(guò)少包含法拉第過(guò)程。

d. 按住鼠標(biāo)按鈕，用鼠標(biāo)將虛線(xiàn)延伸到終點(diǎn)處。

e.  鼠標(biāo)放在線(xiàn)上并右擊，選擇“接受”或“刪除”線(xiàn)：

如果選“接受”，則線(xiàn)會(huì)從虛線(xiàn)變成實(shí)線(xiàn)，并且斜率和截距顯示在底部：

f.  使用“鼠標(biāo)選擇部分曲線(xiàn)”按鈕，選擇要積分的曲線(xiàn)部分：

g.  在CV下拉菜單中，選擇“積分”

這樣選中的曲線(xiàn)會(huì)對(duì)零電流線(xiàn)進(jìn)行積分。

h.  如果要將基線(xiàn)換成之前手繪的線(xiàn)，在CV下拉菜單中選擇“區(qū)域基線(xiàn)”：

出現(xiàn)“區(qū)域基線(xiàn)設(shè)置”窗口：

i.  在基線(xiàn)欄，選中希望的基線(xiàn)，并點(diǎn)擊“關(guān)閉”按鈕。積分區(qū)域?qū)?huì)從零電流線(xiàn)移至選中的基線(xiàn)。

j.  也可以對(duì)CV曲線(xiàn)的反向峰進(jìn)行積分。可根據(jù)以下步驟進(jìn)行，畫(huà)一條基線(xiàn)，選擇要積分的曲線(xiàn)，將積分區(qū)從零電流線(xiàn)移至基線(xiàn)：a.   也可以對(duì)CV曲線(xiàn)的反向峰進(jìn)行積分。可根據(jù)以下步驟進(jìn)行，畫(huà)一條基線(xiàn)，選擇要積分的曲線(xiàn)，將積分區(qū)從零電流線(xiàn)移至基線(xiàn)：

結(jié)論

此篇應(yīng)用報(bào)告介紹了如何用Gamry Echem Analyst™ 分析軟件對(duì)CV數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，并且提供了CV可以協(xié)助研究的幾種應(yīng)用。