交流阻抗的原理及应用-测聚苯胺修饰电极的电化学性能 一、实验目的 (1)掌握交流阻抗法(EIS)的实验原理及方法。 (2)了解 Nyquist 图和 Bode 图的意义。 (3)学会用Zsimpwin 软件对实验数据进行拟合。 二、实验原理 交流阻抗法（alternating current impedance， AC impedance）阻抗测量原本是电学中研究线性电路网络频率响应特性的一种方法,引用到研究电极过程,成为电化学研究中的一种实验方法。控制通过电化学系统的电流或电势在小振幅的条件下随时间按正弦规律变化，同时测量相应的系统电势或电流随时间的变化，此时电极系统的频响函数就是电化学阻抗。通过阻抗可以分析电化学系统的反应机理、计算系统的相关参数。交流阻抗法是一种以小振幅的正弦波电位（或电流）为扰动信号，益加在外加直流电压上，并作用于电解池，通过测童系统在较宽频率范围的阻抗谱，获得研究体系相关动力学信息及电极界面结构信息的电化学测量方法。对于一个电解池系统，当在电极两端施加一定电压时，阴阳极会构成一个回路，在这个回路中，电子和离子的传递受到一定的阻力的作用，包括：溶液的阻力，电极的阻力。而 这些 阻力正好 可以用电阻R 进行表 征 。再 者 ，在电极和溶液 界面上，两相中的剩 余 电荷 会引起 静 电相互 作用，以及电极表 面与 溶液 中的各 种粒 子（溶剂 分子、溶剂 化了的离子和分子等 ）的相互 作用。 复 数阻抗的测量是以复 数形 式 给 出 电极在一系列 频率下的阻抗，不 仅 能给 出阻抗的绝 对值 ，还 可给 出 相位角 ，可为研究电极提 供 较丰 富 的信息。 对于一个纯 粹 电化学控制的电极体系，可等 效 成如 图 2 一1 所 示 的电路。 图2 一1 测试电池的等效电路 图2 一1 中，Re 为溶液电阻，CP 为电极/溶液的双电层电容,RP 为电极电阻。此等效电路的总阻抗为: 2p2p2222p2p2e1jw-1RCRCRCRPRZPP 其中，实部是 2p2p2pe1RCRRZ， 虚部是 2p2p2p2p,,RC2ω1RjωωZ- 对于每一个 w 值，都有相应的Z’与 Z’’，在复数阻抗平面内表示为一个点连接各 w 的阻抗点，得到一条曲线，成为复数阻抗曲线，如图2 一2 所示。 当 w→∞ 时，半圆与 Z’轴的交点即为电解质溶液的电阻Re；当 W→0 时，半圆与 Z，轴的交点即为Re 十 Rp。一般情况下，电解质溶液的电阻Re，可忽略，因此，根据半圆与 Z’轴的交点即可求得电极体系的电...
