Bu teknik, oksidasyon ve organik bileşiklerin azaltılması kinetiği karakterize etmek ve ışık yayan diyotlar, güneş pilleri veya pillerin aktif bir bileşik olarak davranışlarını tahmin etmek için yararlıdır. Empedans spektroskopisinin en büyük avantajı, A/C yanıtlarına göre farklı kutup süreçlerinin ayrıştırMa ve bireysel analizini sağlamasıdır. Başlamak için, tetrabutylamonyum tetrafluoroborate 0.4 milimols ve dört kez 10 diklorometan dört mililitre ilgi organik bileşik negatif üç milimol ler için çözünür.
Pipet üç mililitre elektrokimyasal hücre içine bu çalışma çözeltisi iki mililitre, bir cam V şişe gibi ve bir conta kapağı ile hücre kapatın. Kalan çalışma çözümlerini sonraki ölçümler için saklayın. Daha sonra, hareketsiz bir destek üzerine bir parlatma bezi monte ve 0,05 mikrometre alümina bulamaç birkaç damla ile bez nemlendirin.
Orta basınç kullanarak 30 saniye boyunca bir milimetre çapında platin disk çalışma elektrot lehçe. Daha sonra, artık alümina partiküllerini temizlemek için cilalı çalışan elektrodu DCM ile üç kez durulayın. Sonra conta kapağı ile elektrokimyasal şişe içine cilalı elektrot yerleştirin.
Sonra platin tel karşı elektrot elde edin ve bir bütan meşale tutuşturmak. Elektrot, ateşte dikkatlice tutarak, kızarımaya başlayana kadar. Anneal aynı şekilde bir gümüş tel referans elektrot, ve her iki elektrot soğumasını sağlar.
Daha sonra elektrokimyasal hücredeki tel elektrotları conta kapağına türün ve elektrotların birbirine dokunmasını engellemeye dikkat edin. Üç elektrotları potansiyostata bağlayın. 20 dakika boyunca çalışan çözelti ile bir argon gaz hattı ve kabarcık argon ile elektrokimyasal hücre donatmak.
Ölçümlere başlamadan önce argon akışını kapatın. İlk karakterizasyonu başlatmak için, potentiostat yazılımında döngüsel voltammetri programını açın. İlk potansiyeli sıfır volta, negatif iki volta minimum potansiyele, iki volta maksimum tarama potansiyeline ve tarama hızını saniyede 100 milivolta ayarlayın.
Çalışma çözeltisinin voltammogramını edinin. Anodik ve katodik zirvelerin maksimapotansiyel değerlerine dikkat edin. Redoks potansiyelini tahmin etmek için anodik ve katodik zirvelerin tepe potansiyellerinin ortalamasını hesaplayın.
Sonraki elektrokimyasal hücrede çalışma çözeltisi için ferrosel yaklaşık 10 miligram eklemek için bir spatula kullanın. Ferroşenin tamamen çözülmesini sağlamak için çözeltiden beş dakika boyunca kabarcık argon. Daha sonra döngüsel voltammetri programında, sırasıyla negatif bir volt ve bir volt minimal ve maksimal tarama potansiyellerini değiştirin.
Küçük bir geri dönüşümlü ferroseten izi gösterecek başka bir voltammogram edinin. Çalışma çözümündeki geri dönüşümlü oksidasyon potansiyelini tahmin etmek için ferrosel ve katodik tepe potansiyellerinin ortalaması. Sonra ferroseten ile ilgili organik bileşiğin redoks potansiyelini belirlemek.
Son olarak elektrokimyasal hücreyi temizlemek için, DCM ile doldurun ve beş kez boşaltın. Döngüsel voltammetri ile karakterizasyonutaki karakterizasyonu, çalışma çözeltisinin iki mililitresini daha temiz üç mililitrelik elektrokimyasal hücreye yerleştirin. Elektrotları daha önce açıklandığı gibi temizleyin, hücreye takın ve potansiyostat'a yeniden bağlayın.
20 dakika boyunca argon köpürerek çalışma çözümde deaerate. Ardından, potentiostat yazılımında merdiven EIS programını açın. İlgi çekiciliğin redoks potansiyelinin her iki tarafında 0,1 voltluk potansiyel bir aralık ayarlayın, toplam 0,2 volt aralığı için.
Potansiyel artışını 0,01 volta, frekans aralığını 10 kilohertz'den 100 hertz'e, logaritmik skaladaki frekans sayısını 20'ye, bekleme süresini beş saniyeye, A/C voltaj genliğini 10 milivolta ve frekans başına iki ölçüye ayarlayın. Denemeyi çalıştırın ve spektrum kümesinin toplanmasını bekleyin. Deney tamamlandıktan sonra, EIS spektrum analizörü programını açın.
Gösterilen program empedans spektrum analizi için evrenseldir. Ancak, çok sayıda diğer yazılım seçeneği kullanılabiliz gibi, bu tam kurulum kullanmak gerekli değildir. EIS deneyi tarafından oluşturulan otomatik olarak kaydedilmiş bir spektrum içe aktarın.
Sonra spektrum için basit bir eşdeğer elektrik devresi inşa edin. İlk üst ve alt sınırları 10'dan negatif e, 10'u negatif sekize, 2000 ve 100'ü rezistans için 100 ve 100'e ayarlayın. Sonra, modele uygun.
Hesaplanan değerler değişmeyi durdurana kadar montajı tekrarlayın. R-kare parametrik ve genlik değerleri negatif iki ye 10 katı geçerse, başka bir EEC'yi test edin. Daha karmaşık AEC'ler için Warburg öğesinin başlangıç üst ve alt sınırlarını sırasıyla 50, 000 ve 10,000 olarak ayarlayın.
Herhangi bir parametre montajdan sonra %100'ü aşan hata değerlerine sahipse, bu parametreyi çıkarın ve başka bir EEC deneyin. Spektrum uygun bir AET'ye takıldıktan sonra, şarj transfer direncini ve spektrumun kayıtlı olduğu potansiyeli kaydedin. Tüm kayıtlı spektrumlar için bu işlemi tekrarlayın.
Bu organik bileşiğin siklik voltammetrisi ferrosetin karşısında 0.7 voltluk geri dönüşümlü oksidasyon işlemini ortaya çıkardı. Elektrot yüzeyindeki redoks proseslerinin empedans spektrumları daha sonra kaydedildi ve analiz edildi. Empedans spektrumları elektrokimyasal işlem için en iyi analogu belirlemek için çeşitli eşdeğer elektrik devreleri ile donatılmıştır.
R2 olarak burada temsil edilen şarj transfer direnci, her monte spektrumdan çıkarıldı. Ters yük aktarım direnci değerleri, elektrot potansiyeline karşı ferroseten ile birlikte ters yük transfer direncinin elektrot potansiyeline teorik bağımlılığı ile birlikte çizilmiştir. Standart elektrokimyasal hız sabiti, deneysel verilere makul bir uyum sağlanıncaya kadar denge potansiyelinin ve hızın sabitinin değişmesi ile tahmin edilmiştir.
Gösterilen teknik, redux özellikleri çok önemli olduğunda bir elektrik organik bileşik araştırma diğer yöntemlerile ortaklaşa kullanılabilir. Bu prosedürütaki esr, UV-Vis-NIR gibi diğer spektrokimyasal yöntemler, elektrokimyasal proseslerin neden olduğu molekül yapısındaki değişikliklerle ilgili ek soruları yanıtlamak için gerçekleştirilebilir. Bu yordamı denerken, elde edilen sonuçları zorlaştırabilecek gerçek sistemlerde meydana gelen diğer işlemleri hesaba katmak unutmayın.
Polimerizasyon gibi geri dönüşü olmayan reaksiyonlarda bu tekniğin makul sonuçlar vermesi beklenemez. Bu teknik, geliştirildikten sonra, organik elektronikte yük transferi kinetik alanında araştırmacıların molekül ve malzemelerin redux performansını daha iyi tahmin etmesinin önünü açmıştır. Bir kez hakim, bu teknik düzgün yapılırsa iki saat içinde yapılabilir.
