交流阻抗谱中的Kramers—Kronig关系及其应用

对Ｋｒａｍｅｒｓ－Ｋｒｏｎｉｇ关系在电化学体系交流阻抗谱的用性进行了探讨，提出用较少的实验数据进行数值积分的方法，得到较好的结果。并提出Ｋｒａｍｅｒｓ－Ｋｒｏｎｉｇ关系对于电化学体系的各种应用。本方法成功地用于铜缓蚀体系的研究。     

频域介电测量谱的Kramers—Kronig修正

本文分析了漏导和多弛豫过程对频域介电谱测量结果的影响,提出了根据kramers-kronig关系消除其影响的方法并给出了应用实例。     

Na/Al对赤泥-煤系偏高岭土地聚合物电化学响应的影响

本文对养护28d龄期不同Na/Al条件下的赤泥-煤系偏高岭土地聚合物的单轴抗压强度和电化学阻抗响应进行了系列测试和分析。根据地聚合物中离子扩散的特点,建立了基本等效电路模型,利用ZSimDemo3.30d软件拟合与解析等效电路,分析各电路元件参数与Na/Al的关系。结果表明,赤泥-煤系偏高岭土地聚合物的抗压强度随着Na/Al的增大呈先增大后减小的趋势。电化学阻抗谱测试结果显示,Nyquist图均呈现高频区扁平容抗弧和低频区不明显的扩散曲线;等效电路模型为R(Q(RW)),且随着Na/Al的增大,地聚合物体系的总电阻和硅铝酸盐凝胶中的双电层电容均呈先增大后减小的趋势,而电荷转移电阻随着Na/Al的增大呈减小趋势。本研究运用电化学阻抗谱技术对地聚合物的电化学阻抗特征进行分析,揭示了赤泥-煤系偏高岭土地聚合物抗压强度随Na/Al的变化规律,同时也证明了电化学阻抗谱技术运用于地聚合物强度测试的可行性,为地聚合物无损检测技术提供新思路、新手段。     

碳酸氢钠饱和盐渍砂土的电化学特性试验研究

为分析碳酸氢钠含量对饱和盐渍砂土的电化学特性影响,通过配置4组不同浓度的碳酸氢钠溶液与标准砂混合形成碳酸氢钠饱和盐渍砂土;运用三电极体系下电化学阻抗谱法研究了不同含量的碳酸氢钠饱和盐渍砂土的电化学特性。研究结果表明:不同含量碳酸氢钠饱和盐渍砂土的Bode图中的阻抗模值随着碳酸氢钠含量的增加和频率的增加都呈现减小的趋势;Nyquist图主要包括高频区的圆弧、中频区的直线段及低频区的圆弧;且等效电路含有两个时间常数。碳酸氢钠饱和盐渍砂土的等效电路由电极与溶液界面的电荷转移电阻、扩散电阻、常相位角元件、砂粒固液界面电阻、砂粒固液界面电容以及溶液电阻六部分组成。碳酸氢钠含量的增加使得孔隙液中的离子浓度增加、扩散层内的离子向砂粒表面的转移能力增强、土水离子交换更频繁,导致溶液电阻和砂粒固液界面电阻随着含量的增大而减小;砂粒固液界面电容、常相位角元件的电容随着碳酸氢钠浓度的增大而增大。     

pH值对粉土电化学特性的影响试验研究

通过配制五种不同pH值的粉土土样,运用电化学阻抗谱（EIS）研究了pH值对粉土电化学特性的影响,试验结果表明：pH值对粉土Nyquist图影响表现为准Randles型曲线,即高频区一个圆弧和低频区的斜线;Bode图中阻抗模值随着频率上升而下降并随着粉土的pH值的改变呈规律性变化;不同pH值的粉土其等效电路模型主要包括溶液电阻、电荷传递电阻、常相位角元件及扩散电阻四个电化学元件,其中溶液电阻、电荷传递电阻、扩散电阻的数值均在粉土的pH值为7时最大,而常相位角元件双电层电容参数值在粉土的pH为7时最小     

氯化钠盐渍砂土电化学特性的试验研究

为分析盐含量对氯化钠盐渍砂土电化学特性的影响,通过配置4组不同浓度的氯化钠溶液与标准砂混合形成氯化钠盐渍砂土。采用CS350电化学工作站获取氯化钠盐渍砂土的电化学阻抗谱图,运用Zview、ZsimDemo进行拟合其等效电路,研究各个参数的变化规律及探讨其机理分析。结果表明:不同盐含量对氯化钠盐渍砂土的Nyquist图均影响较小,均表现为高频区的平扁容抗弧半圆和低频区的近45°斜线的图谱特征;且随着盐渍砂土中氯化钠含量的增加,容抗弧和扩散半径都呈减小的趋势。Bode图中阻抗模值随着盐渍砂土中氯化钠含量的增加和频率的增大都表现为减小的趋势。通过计算、分析和模拟其等效电路,得到盐渍砂土的等效电路元件主要包括:溶液电阻、砂土多孔层电容和电阻、固液界面形成的双电层电容和法拉第阻抗。由于氯化钠含量增大,盐渍砂土的孔隙溶液离子浓度上升,可自由移动的正负离子增多,致使体系中的电荷分离以及电荷转移等过程更加容易,促使体系反应速度加快,表现出溶液电阻、多孔层电阻和电荷转移电阻均呈减小趋势,导电能力增强,多孔层电容和双电层电容均呈增加趋势,储存电荷能力增强。     

镉污染粉土电化学特性试验研究

基于电化学测试技术,将电化学阻抗谱(EIS)理论与测试技术应用于镉污染粉土内部结构和电化学特性的研究。通过试验得出镉污染粉土的Nyquist图表现为一个时间常数的容抗弧,Bode图中阻抗模值受污染介质含量和频率的影响;模拟分析得到镉污染粉土的等效电路模型,主要包括溶液电阻、固液界面电阻和固体颗粒表面双电层电容三个主要电学元件;通过拟合等效电路参数值后得出:溶液电阻随着污染介质含量的增大呈对数减小,固液界面电阻随着污染介质含量的增大呈线性减小;固体颗粒表面双电层电容随着污染介质含量的增大呈指数增大。     

硝酸镉污染高岭土电化学特性试验研究

通过对不同含量硝酸镉的高岭土进行电化学阻抗谱进行测试,结合其Nyquist和Bode图谱模拟出相应的等效电路参数。分析结果表明,在污染6 h时,随着硝酸镉浓度增加,高岭土Nyquist图中呈现出由准Randle向非Randle变化,溶液电阻减小、常相位角元件电容增大、以及扩散阻抗逐渐减小至消失;在污染24 h时,高岭土Nyquist图中呈现出两个时间参数,电化学参数溶液电阻、常相位角元件、固液界面电阻、扩散阻抗均有所改变;随着时间的推移,高岭土与孔隙溶液硝酸镉电离出的Cd2+产生较强的电化学作用,高岭土体系密实度增大吸附性增强。     

接触电阻对电化学阻抗影响的试验研究

在电化学阻抗测试中,电极作为传递信号的载体,电极与材料的接触程度,也即之间存在的接触电阻的大小,直接影响到了电化学阻抗及其阻抗谱所拟合等效电路参数的结果。通过对粉土、灰土分别在不同电极间压力和不同电极面积的正交试验下,所测得的阻抗|Z|和接触电阻R_0,来探求R_0与|Z|及其等效电路参数的关系。研究表明:电化学阻抗谱呈现非Randles模型的材料,可以提出类似于材料电阻率ρ_m的材料阻抗率ρ来表征材料的特性;同时ρ可以用其相对应的R_0与参数α的乘积表示。α随着电极间压力的增大而缓慢增大,随着电极面积的增大而急剧增大,随着材料压缩模量E_s的增大而减小;随着电极间压力的增大,其ρ、R_0、|Z|以及等效电路参数溶液电阻R_s、电荷转移电阻R_t在不断减小,而其双电层电容C_d在不断增大;随着电极面积的增大,其R_0、C_d在不断减小,而其ρ、|Z|、R_s和R_t在不断增大;随着材料E_s、ρ_m的增大,其ρ、R_0、R_s和R_t在不断增大,而其C_d不断减小。     

傅里叶变换下Kramers-Kronig关系的理论推导

从物理实验事实的因果律出发,脱离具体的微观物理模型,基于傅里叶变换、色散理论和留数定理,详细地论述了Kramers-Kronig关系的物理机制和理论推导.     

Kramers-Kronig关系中外延函数指数因子确定?

在基于Kramers-Kronig(K-K)关系求解太赫兹(THz)频段介质的折射率和吸收系数时,针对反射率高频端外延指数函数的指数因子的确定问题,提出采用时域有限差分(FDTD)算法模拟优化指数因子的方法,从而保证提取介质折射率和吸收系数的精确性.该方法根据FDTD算法模拟与实测样品时域信号的最小二乘差来确定指数因子,当最小二乘差取极小值时所对应的指数因子即为最优解.葡萄糖多晶粉末压片的实验表明,采用本文所提出的利用FDTD算法模拟优化确定的指数因子为0.495,当用K-K关系求解折射率和吸收系数时得到的结果更加精确.     

咔唑和硫醇混合自组装缓蚀功能膜的电化学研究

在金属铜表面上制备了各种类型的咔唑和硫醇的混合自组装膜，用电化学交流阻抗和极化曲线研究了自组装膜的致密程度以及缓蚀性能，并考察了乙烯基咔唑的吸附过程，初步探讨了混合膜的形成机理。     

连接臂对适体与凝血酶相互作用影响的电化学阻抗研究

以5＇-C6-T0-A1,5＇-C6-T5-A1和5＇-C6-T10-A1三条不同长度连接臂修饰的凝血酶适体作为生物传感器的识别分子,结合巯基自组装技术,利用电化学阻抗技术,测定了凝血酶的线性范围和检出限,比较了三者灵敏度的差异。利用浓度平衡法计算了适体与凝血酶作用的结合常数,三条链的结合常数Ka分别为0.32 nM-1,0.84 nM-1和0.67 nM-1,表明,5＇-C6-T5-A1组装的传感器与凝血酶的结合常数最大,灵敏度最好。     

Ti32Mo在盐酸溶液中的电化学研究

用阳极极化曲线和电化学交流阻抗研究了Ti32Mo在不同温度、不同浓度盐酸溶液中的腐蚀电化学行为。实验结果证明Ti32Mo在实验用盐酸溶液中处于自钝化状态。自腐蚀电位下的阻抗谱呈现单纯容抗特征,而在18℃、4mol/L盐酸溶液中较高阳极极化电位下,阻抗谱高频部分呈现容抗特征,低频段呈现感抗特征。采用合适的数学模型对阻抗谱进行了解释,并且用相应的等效电路进行拟合计算,结果表明解释是合理的。     

反应等离子喷涂TiN涂层电化学腐蚀行为

利用电化学阻抗谱等电化学方法及扫描电镜(SEM)技术,研究了反应等离子喷涂TiN涂层在模拟海水中的电化学腐蚀行为. 研究结果表明:TiN涂层的自腐蚀电位高于基体,涂层对基体能起到良好的腐蚀屏蔽作用;腐蚀介质通过涂层的通孔、微裂纹等缺陷渗入涂层与基体的界面腐蚀基体,从而使涂层电阻下降、电容增加,所产生的腐蚀产物在一定程度上可以抑制腐蚀反应的进行,但不会阻止基体局部腐蚀的继续进行. 涂层的孔隙是造成涂层电化学腐蚀的主要原因.     

电化学法研究碳钢在草酸中的钝化行为

采用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试了25℃时,碳钢在3%草酸体系中的阳极极化行为。结果表明:碳钢在草酸溶液存在明显的钝化、点蚀、活化过程,且维钝电流密度小,稳定钝化区范围宽;在钝化区内固定的电位范围内出现电流震荡现象;添加缓蚀剂PASP,腐蚀氧化峰电流及维钝电流均降低,钝化区变宽;在不同的附加电位下,碳钢的阻抗谱与阳极极化曲线显示了对应的阶段特征。     

导电聚吡咯的电化学行为及表面形貌研究

以水为溶剂，分别选用对甲苯磺酸、对甲苯磺酸钠、高氯酸锂、硫酸氢钾、硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠为支持电解质，用电化学法合成聚吡咯（PPy）膜。采用循环伏安法（CV）、交流阻抗谱（EIS）研究了PPy膜的电化学行为，结果表明掺杂阴离子种类及聚合时间对EIS曲线有很大的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）对PPy膜表面形貌进行表征，观察到聚合时间和电流密度对其表面形貌影响极大。聚合时间长、电流密度小生成的PPy膜表面较为平整、致密；反之，表面较为粗糙、疏松多孔。最佳聚合时间为20min、电流密度为100μA/cm^2。