电化学阻抗谱作为电化学速率常数估计的一种工具

该技术可用于描述有机化合物氧化和还原的动力学特性，并预测其作为发光二极管、太阳能电池或电池的活性化合物的行为。阻抗光谱的主要优点是，它允许根据不同的极性过程，根据它们的 A/C 响应进行分离和单独分析。首先，在四氯甲烷的四丁醇中溶解0.4毫摩尔，将四氯甲烷的有机化合物的负3毫摩尔溶解4倍至负3毫摩尔。

将这种工作溶液的两毫升移液到三毫升电化学电池中，如玻璃V小瓶，用垫片盖关闭电池。存储剩余的工作解决方案，以进行以后的测量。接下来，将抛光布安装在不可移动支架上，用几滴 0.05 微米氧化铝浆润湿布。

使用中等压力抛光一毫米直径的铂盘工作电极 30 秒。然后，用 DCM 冲洗抛光工作电极三次，以去除残留的氧化铝颗粒。然后通过垫片盖将抛光电极插入电化学小瓶中。

接下来获得铂线反选择，并点燃丁烷火炬。将电极小心地握在火焰中，直到其开始变红。以相同方式为银线参考电极退去，并允许两个电极冷却。

然后通过垫片盖将电化学电池中的导线电极安装，小心防止电极相互接触。将三个电极连接到电位。通过工作溶液为电化学电池配备气管管，并通过工作溶液进行气泡，20分钟。

在开始测量之前，关闭 argon 的流量。要开始初始表征，请打开电位器软件中的循环电压测量程序。将初始电位设置为零伏特，将负 2 伏的最小电位设置为负 2 伏，将最大扫描电位设置为 2 伏特，将扫描速率设置为 100 毫伏/秒。

获取工作溶液的电压图。请注意在亚诺迪克峰和阴极峰的最大值的电位值。计算偶数和阴极峰值的峰值电位平均值，以估计氧化还原电位。

接下来，使用铲子向电化学细胞中的工作溶液中添加约 10 毫克的铁杉。通过溶液进行气泡，确保铁杉完全溶解。然后在循环电压测量程序中，将最小和最大扫描电位分别更改为负一伏和一伏。

获取另一个伏特姆图，将显示一个小的可逆铁杉痕迹。平均铁氧体和阴极峰势，以估计其在工作溶液中的可逆氧化电位。然后确定有机化合物与铁氧的氧化还原电位。

最后要清洁电化学电池，用DCM填充电化学电池并清空五次。在通过循环电压测量表征后，将工作溶液的另外两毫升放在一个干净的三毫升电化学电池中。如先前所述，清洁电极，将它们插入电池中，然后重新连接到电位。

通过 20 分钟冒泡气泡，使工作溶液脱光。然后，打开中位奥统计软件中的楼梯 EIS 程序。在利益化合物的氧化还原电位两侧设置 0.1 伏特的电位范围，总范围为 0.2 伏特。

将电位增量设置为 0.01 伏，频率范围设置为 10 千赫至 100 赫兹，对数刻程中的频率数设置为 20，等待时间设置为 5 秒，A/C 电压振幅设置为 10 毫伏，每个频率的测量值设置为 2。运行实验并等待收集光谱集。实验完成后，打开 EIS 频谱分析仪程序。

演示的程序是通用的阻抗频谱分析。但是，没有必要使用此精确设置，因为可以使用许多其他软件选项。导入 EIS 实验生成的自动注册频谱。

然后为频谱构建一个简单的等效电路。将初始上限和下限设置为负 7 倍和负 10 到电容的负 8，电阻 1 的 2000 和 100，电阻 2 的 1000 和 100。然后，适合模型。

重复管接头，直到计算值停止更改。如果 R 平方参数值和振幅值超过负值 10 的 10 倍，则测试另一个 EEC。对于更复杂的 EIC，将 Warburg 元素的初始上限和下限分别设置为 50，000 和 10，000。

如果任何参数在安装后错误值超过 100%，请删除该参数并尝试另一个 EEC。一旦频谱安装到适当的 EEC，记录电荷转移电阻和频谱注册电位。对所有已注册的光谱重复此过程。

这种有机化合物的循环电压测量揭示了0.7伏特与铁氧体之间的可逆氧化过程。随后对电极表面氧化还原过程的阻抗光谱进行了记录和分析。阻抗光谱装有各种等效电路，用于识别电化学过程的最佳模拟。

此处表示的电荷传递电阻，如 R2 是从每个拟合频谱中提取的。针对电极电位与铁的反向电荷转移电阻值，以及反向电荷转移电阻对电极电位的理论依赖性绘制了。然后通过改变平衡电位和速率常数来估计标准电化学速率常数，直到达到对实验数据的合理拟合。

当电有机化合物的重质特性至关重要时，该技术可以与其他研究电有机化合物的方法结合使用。按照此过程，可以执行其他光谱化学方法，如ESR、UV-Vis-NIR，以回答有关电化学过程引起的分子结构变化的其他问题。尝试此过程时，请记住考虑在实际系统中发生的可能使获得的结果复杂化的其他过程。

在聚合等不可逆反应的情况下，不能指望这种技术能产生合理的结果。该技术开发后，为有机电子中电荷转移动力学领域的研究人员更好地预测分子和材料的重做性能铺平了道路。一旦掌握，这项技术可以在两个小时内完成，如果它执行得当。