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電化學(xué)質(zhì)譜儀:電化學(xué)反應(yīng)的精準(zhǔn)分析工具
點擊次數(shù):655 更新時間:2025-06-14
電化學(xué)質(zhì)譜儀是一種將電化學(xué)反應(yīng)與質(zhì)譜分析相結(jié)合的先進分析儀器,廣泛應(yīng)用于電催化、電池研究、電化學(xué)腐蝕等多個領(lǐng)域。它通過實時監(jiān)測電化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物和中間體,為研究電化學(xué)反應(yīng)機理提供了重要支持。

一、工作原理

電化學(xué)質(zhì)譜儀的工作原理是將電化學(xué)反應(yīng)池與質(zhì)譜儀聯(lián)用。在電化學(xué)反應(yīng)過程中,產(chǎn)生的氣體或揮發(fā)性物質(zhì)通過一個特殊的半透膜進入質(zhì)譜儀的真空系統(tǒng)。質(zhì)譜儀通過測量不同質(zhì)荷比(m/z)的離子電流,來定性和定量分析這些氣體產(chǎn)物。例如,DEMS(微分電化學(xué)質(zhì)譜)技術(shù)利用壓差將電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體快速吸入質(zhì)譜電離室,實現(xiàn)對揮發(fā)性產(chǎn)物的連續(xù)測量。

二、技術(shù)特點

(一)實時監(jiān)測

能夠以毫秒級的時間分辨率捕捉電化學(xué)反應(yīng)過程中的瞬態(tài)變化,這對于理解反應(yīng)動力學(xué)至關(guān)重要。

(二)高靈敏度

由于質(zhì)譜的高靈敏度,即使是微量的氣體產(chǎn)物也能被檢測到,這對于研究副反應(yīng)和中間體尤為重要。

(三)原位分析

電化學(xué)質(zhì)譜儀在反應(yīng)發(fā)生的同一環(huán)境中進行分析,避免了樣品轉(zhuǎn)移可能帶來的誤差,確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性。

(四)定性與定量

不僅能識別反應(yīng)產(chǎn)物,還能通過電流變化計算產(chǎn)物的法拉第效率,實現(xiàn)定量分析。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

(一)電池研究

電化學(xué)質(zhì)譜儀在電池研究中具有重要應(yīng)用,例如鋰離子電池電解液開發(fā)、鋰氧電池、金屬空氣電池等。通過實時監(jiān)測電池反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物,研究人員可以深入了解電池的充放電機理和失效機制。

(二)電催化研究

在電催化領(lǐng)域,可用于研究析氫反應(yīng)(HER)、析氧反應(yīng)(OER)、二氧化碳還原(CO?RR)等反應(yīng)。通過監(jiān)測反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物,研究人員可以評估催化劑的性能和反應(yīng)機理。

(三)電化學(xué)腐蝕

還可用于研究電化學(xué)腐蝕過程,通過監(jiān)測腐蝕過程中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物,評估材料的耐腐蝕性能。

四、結(jié)論

電化學(xué)質(zhì)譜儀憑借其實時監(jiān)測、高靈敏度、原位分析以及定性與定量分析等技術(shù)特點,在電化學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。它不僅為電化學(xué)反應(yīng)機理的研究提供了強大的技術(shù)支持,還在電池開發(fā)、電催化和腐蝕研究等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。  上一篇 展會邀請 | 舜宇恒平與您相約2025世界制藥原料中國展 下一篇 在線質(zhì)譜能夠?qū)崟r獲取樣品的成分信息

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