原位电化学试题

原位电化学试题张维维201311590一、传统电化学向现代电化学发展过程中，研究技术的变化有何特点？答：以电信号为激励和检测手段的传统电化学研究方法持续朝提高检测灵敏度，适应各种极端条件及各种新的数学处理的方向发展。与此同时，多种分子水平研究电化学体系的原位谱学电化学技术，在突破电极—溶液界面的特殊困难之后，迅速地创立和发展。非原位表面物理技术正得以充分的应用，并朝着力求如实地表征电化学体系的方向发展。计算机数字模拟技术和微机实时控制技术在电化学中的应用也正在迅速、广泛地开展。二、列举常见的局部电化学测试技术（中英对照）答：扫描振动参比电极技术（SVET-Scanningvibrationreferenceelectrodetechnology）、扫描开尔文探针（SKP-Scanningkelvinprobe）、局部电化学交流阻抗谱（LEIS-Localelectrochemicalimpedancespectroscopy)、扫描电化学显微镜（SECM-Scanningelectrochemicalmicroscopy)、电化学扫描隧道显微镜（ECSTM-Electrochemicalscanningtunnelingmicroscopy）三、说明现代电化学研究中，开展局部电化学测量的必要性及意义。答：传统电化学测试方法局限于探测整个样品的宏观变化，测试结果只反映样品的不同位置的整体统计结果，不能反映出局部的腐蚀及材料与环境的作用机理与过程。而微区探针能够区分材料不同区域电化学特性差异，且具有局部信息的整体统计结果，并能够探测材料、溶液界面的电化学反应过程。四、与常规尺寸电极相比，利用微电极（或超微电极）开展研究有何优势？答：超微电极具有很小的RC时间常数使之可以用来对快速，暂态电化学反应进行研究；超微电极上小的计划电流降低了体系的IR降，使之可以用于高电阻的体系中，包括低支持电解质溶液甚至无支持电解质溶液，气相体系，半固态和权固态体系；超微电极上的物质扩散极快，可以用于稳态伏安测定快速异相速率常数；同时超微电极小的尺寸确保在实验过程中不会改变或破坏被测物体，使超微电极可以应用于生物活体检测。五、利用电化学扫描隧道显微镜（ECSTM）开展研究时，电化学调制是如何实施的？其目的是什么？如何避免电化学反应电流对测量的影响？答：1.STM针尖的侧面绝缘保护，分别利用汞接触电泳法和环氧-石蜡二步法对STM针尖的进行侧面保护；特殊双恒电位仪的研制；交流调制法进一步提高ECSTM的信噪比；2.目的是进一步扣除流过针尖的法拉第电流；3.隧道针尖需利用探针包封技术,将其侧面全部绝缘保护,只留探针顶端极少部分。针尖在作X-Y扫描的每一点，计算机控制其与样品表面的相对距离STM工作模式，并通过特殊的电子线路分别记录针尖进入隧道区时的总电流和针尖退出隧道区时的法拉第电流，然后进行差减，以消除法拉第电流的干扰。