循環(huán)伏安法是一種從電化學(xué)反應(yīng)中獲得定性動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的有用技術(shù)。CV數(shù)據(jù)中會(huì)出現(xiàn)不同的峰：每個(gè)峰對(duì)應(yīng)于特定的電化學(xué)過(guò)程，并且峰高與分析物的濃度相關(guān)。

Gamry軟件通過(guò)梯形數(shù)值法對(duì)CV掃描進(jìn)行積分，并且始終對(duì)時(shí)間進(jìn)行電流積分。這意味著當(dāng)CV顯示為電壓對(duì)電流曲線時(shí)，“在幕后”軟件依然會(huì)從數(shù)據(jù)文件中提取電流和時(shí)間列。因此，無(wú)論屏幕上繪圖上顯示的單位如何，從積分生成的結(jié)果單位始終是庫(kù)倫。

為什么積分？

循環(huán)伏安曲線的積分可以提供有關(guān)電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中電荷轉(zhuǎn)移數(shù)的直接信息。但是除此之外，積分還可為實(shí)驗(yàn)提供附加值。我們可以看幾個(gè)例子。

硫酸銅溶液

這是在CuSO₄酸性溶液中進(jìn)行CV測(cè)試（黑線），同時(shí)進(jìn)行QCM測(cè)試（紅線）。我們可以比較每個(gè)循環(huán)電荷轉(zhuǎn)移對(duì)應(yīng)的移除或增加的Cu的質(zhì)量。

聚合物

該循環(huán)伏安掃描顯示了具有各種電活性位點(diǎn)的聚合物。同時(shí)測(cè)試的QCM，可以確定沉積在電極表面的質(zhì)量。對(duì)正向反應(yīng)和反向反應(yīng)的比較將深入了解反應(yīng)機(jī)理。

超級(jí)電容器

這兒是電容的積分，并且沒(méi)有“反應(yīng)”可言。為了正確的測(cè)試超級(jí)電容器的CV，電化學(xué)工作站必須設(shè)置成Surface模式，并不是所有品牌的電化學(xué)工作站都可以這么做。（Gamry可以）。與由法拉第電流和電化學(xué)反應(yīng)引起的較慢1/t2衰減不同，Surface模式可以測(cè)出吸附物質(zhì)的1/t的衰減。

如何積分

讓我們來(lái)看一個(gè)例子。這里我們使用CV測(cè)試酸性溶液中的鐵氰化鐵。

Gamry Echem Analyst? 軟件可提供兩種方式對(duì)CV進(jìn)行積分。

1.快速積分工具

快速積分工具在CV下拉菜單中，可將數(shù)據(jù)集拆分成“曲線”?？焖俜e分是對(duì)相對(duì)于0電流線的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行積分。同時(shí)，使用“選擇橫坐標(biāo)區(qū)域”工具，也可對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行積分。

以下是對(duì)數(shù)據(jù)使用快速積分的結(jié)果：

此方法可能更適合分析多圈CV數(shù)據(jù)。

2. 積分工具

使用此方法，可以更精確地對(duì)一部分曲線進(jìn)行積分，以及怎樣和如何選取基線。

a. 打開(kāi)數(shù)據(jù)

b. 激活“繪制手繪線”按鈕

c. 左擊并在圖形上所需起點(diǎn)按住以便放置錨點(diǎn)。該線是峰之前背景電流的外推。不要過(guò)多或過(guò)少包含法拉第過(guò)程。

d. 按住鼠標(biāo)按鈕，用鼠標(biāo)將虛線延伸到終點(diǎn)處。

e.  鼠標(biāo)放在線上并右擊，選擇“接受”或“刪除”線：

如果選“接受”，則線會(huì)從虛線變成實(shí)線，并且斜率和截距顯示在底部：

f.  使用“鼠標(biāo)選擇部分曲線”按鈕，選擇要積分的曲線部分：

g.  在CV下拉菜單中，選擇“積分”

這樣選中的曲線會(huì)對(duì)零電流線進(jìn)行積分。

h.  如果要將基線換成之前手繪的線，在CV下拉菜單中選擇“區(qū)域基線”：

出現(xiàn)“區(qū)域基線設(shè)置”窗口：

i.  在基線欄，選中希望的基線，并點(diǎn)擊“關(guān)閉”按鈕。積分區(qū)域?qū)?huì)從零電流線移至選中的基線。

j.  也可以對(duì)CV曲線的反向峰進(jìn)行積分?？筛鶕?jù)以下步驟進(jìn)行，畫一條基線，選擇要積分的曲線，將積分區(qū)從零電流線移至基線：a.   也可以對(duì)CV曲線的反向峰進(jìn)行積分?？筛鶕?jù)以下步驟進(jìn)行，畫一條基線，選擇要積分的曲線，將積分區(qū)從零電流線移至基線：

結(jié)論

此篇應(yīng)用報(bào)告介紹了如何用Gamry Echem Analyst? 分析軟件對(duì)CV數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，并且提供了CV可以協(xié)助研究的幾種應(yīng)用。

差示掃描量熱法（DSC）

差示掃描量熱法（DSC）是一種熱分析技術(shù)，在該技術(shù)中，在樣本和參比物接受相同的溫度控制程序時(shí)，測(cè)量流入樣本和參比物的熱流速率之間的差異作為溫度或時(shí)間的函數(shù)。

例如，在加熱過(guò)程中樣本熔融時(shí)，DSC信號(hào)表現(xiàn)出吸熱峰。可以根據(jù)峰值確定熔融的特征溫度和焓。

有兩種不同的DSC測(cè)量方法：

熱流 DSC

由樣品和參比物形成的樣品單元的溫度在特定程序中變化，且測(cè)量樣品和參比物之間的溫差作為溫度的函數(shù)。

功率補(bǔ)償 DSC

測(cè)量每單位時(shí)間內(nèi)施加到樣品和參比物上的熱能差作為溫度的函數(shù)，以使它們的溫度相等，同時(shí)由樣品和參比物形成的樣品單元的溫度在特定程序中變化。

DSC的工作方式？

由于最 流行的DSC是熱流DSC，我們將重 點(diǎn)解釋熱流DSC如何工作。將待分析的樣品和參比物置于DSC加熱爐中，并在受控條件下改變加熱爐的溫度。樣本與參比材料之間的溫差與所用溫度成函數(shù)關(guān)系。

樣品和熱穩(wěn)定參比物之間的溫度差表明樣品內(nèi)的狀態(tài)變化。

以上輸出溫度熱圖說(shuō)明了DSC分析運(yùn)行的典型信息，是溫度差（熱流：y軸（mW/mg））與上升的應(yīng)用溫度（x軸）的關(guān)系圖。

基線偏移顯示了玻璃化轉(zhuǎn)變發(fā)生的溫度以及發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變所需的能量。放熱峰的位置和分布情況給出了冷結(jié)晶溫度及其釋放能量的信息，吸熱峰與熔融溫度和通過(guò)該熱轉(zhuǎn)變所需的能量有關(guān)。這些信息可以確認(rèn)聚合物ID、質(zhì)量、結(jié)晶度和純度等，非常適用于檢查原材料質(zhì)量。

熱流DSC由樣品和參比物支架、熱阻、散熱器和加熱器組成。加熱器的熱量通過(guò)散熱器和熱阻提供給樣品和參比物。熱流與散熱器和支架的溫差成正比。與樣品相比，散熱器具有足夠的熱容量。

如果樣品經(jīng)歷了如轉(zhuǎn)變和反應(yīng)等吸熱或放熱現(xiàn)象。這種吸熱或放熱現(xiàn)象會(huì)暫時(shí)使樣品溫度不同于程序溫度。因此，樣品溫度將不同于熱惰性的參比溫度。樣品和參比溫度的差異與經(jīng)歷熱事件所需或釋放的能量成正比。通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)物校準(zhǔn)儀器，可以精確測(cè)量經(jīng)歷熱事件所需的溫度和能量。

DSC提供了哪些熱特性信息？

DSC支持如玻璃化轉(zhuǎn)變、熔化和結(jié)晶等測(cè)量轉(zhuǎn)變。此外，還可以測(cè)量如熱固化和UV固化、熱歷史、比熱容（Cp）和純度分析等化學(xué)反應(yīng)。

最 近，隨著高功能高分子材料的發(fā)展，對(duì)熱特性細(xì)微變化的分析急劇增加。

這里列出了可以用DSC測(cè)量的現(xiàn)象和獲得的信息。

決定材料是否適用給定應(yīng)用的兩個(gè)主要基本材料特性是玻璃化轉(zhuǎn)變和熔融。

玻璃化轉(zhuǎn)變（Tg）表示在一定溫度下，物質(zhì)從玻璃態(tài)（硬）轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)（軟），反之亦然。玻璃化轉(zhuǎn)變將出現(xiàn)在含有缺乏有序性的非晶相的材料中?？梢酝ㄟ^(guò)工藝或添加添加劑來(lái)控制溫度和材料非晶的程度，這將給予所需的材料機(jī)械特性。確定玻璃化轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧系纳a(chǎn)參數(shù)優(yōu)化、質(zhì)量控制和失效分析提供了溫度上下限。

熔點(diǎn)（Tm）表示發(fā)現(xiàn)第 一可檢測(cè)液相的溫度點(diǎn)，此時(shí)未遺留固體材料?？梢詸z測(cè)結(jié)晶和半結(jié)晶材料的熔點(diǎn)，且其熔化焓可用于確定材料的純度和結(jié)晶度。 

如何解釋特定于ASTM方法的DSC結(jié)果

我們選擇了ASTM E794-06（2018）熱分析熔融和結(jié)晶溫度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法作為例子，通過(guò)解釋結(jié)果加以討論。

本試驗(yàn)方法描述了通過(guò)差示掃描量熱法（DSC）和差示熱分析法（DTA）測(cè)定純材料的熔融（和結(jié)晶）溫度。

以下DSC曲線顯示了這種技術(shù)如何區(qū)分不同類型的聚合物。聚合物因類型和組成不同而具有不同的熔融溫度（添加劑的類型或濃度）。以下例子顯示了兩種類型的聚乙烯（高密度和低密度），它們的熔點(diǎn)不同。聚合物的熔融溫度取熔融過(guò)程的峰值。

該測(cè)量結(jié)果可用于確認(rèn)進(jìn)料的原材料標(biāo)識(shí)、檢測(cè)微量雜質(zhì)（如聚乙烯中的聚丙烯）以及最 終產(chǎn)品規(guī)格。它適用于粉末、薄膜或顆粒。

使用DSC的優(yōu)勢(shì)？

DSC可能是四種熱分析技術(shù)中最 流行的一種，溫度范圍較寬使其能夠檢測(cè)到大范圍的轉(zhuǎn)變。測(cè)量材料的轉(zhuǎn)變也很容易，尤其是對(duì)于玻璃化轉(zhuǎn)變很重要的聚合物。 

日立DSC分析儀系列可實(shí)現(xiàn)明顯更好的熱分析

DSC儀器具有世界一 流的靈敏度和基線重現(xiàn)性，能夠提供更精確的試驗(yàn)，甚至能夠評(píng)價(jià)最小的熱事件。創(chuàng)新型Real View 相機(jī)系統(tǒng)在測(cè)量過(guò)程中提供實(shí)時(shí)觀察結(jié)果，從而進(jìn)行顏色分析、測(cè)量尺寸變化以及了解非預(yù)期結(jié)果。在測(cè)量過(guò)程中查看樣品圖像也有助于與同事和可能不了解這項(xiàng)技術(shù)的客戶分享結(jié)果。DSC200為常規(guī)應(yīng)用提供了領(lǐng)先的技術(shù)，無(wú)任何限制，是各種應(yīng)用場(chǎng)景的理想選擇。DSC600專門設(shè)計(jì)用于滿足最 先進(jìn)的材料開(kāi)發(fā)和失效分析，這要?dú)w功于其靈敏度和分辨率，尤其是用于應(yīng)用研究領(lǐng)域中。

固體激光器分連續(xù)和脈沖嗎

在激光技術(shù)的不斷發(fā)展中，固體激光器因其高效性、穩(wěn)定性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域而成為重要的研究對(duì)象。固體激光器在工作模式上主要可分為兩類：連續(xù)波激光（CW）和脈沖激光。它們的工作原理、應(yīng)用場(chǎng)景以及輸出特性各不相同，這決定了它們?cè)诠I(yè)、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域的不同應(yīng)用。本文將深入探討固體激光器的兩種工作模式——連續(xù)波激光與脈沖激光，分析它們的差異、特點(diǎn)以及適用的應(yīng)用場(chǎng)景。

固體激光器的工作方式可以大致分為兩類：連續(xù)波激光（CW）和脈沖激光。連續(xù)波激光指的是激光器在運(yùn)行過(guò)程中持續(xù)不斷地輸出激光束，輸出功率保持穩(wěn)定。這種激光器通常用于需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定照射的場(chǎng)合，如材料加工、通信傳輸?shù)?。而脈沖激光則是通過(guò)快速的時(shí)間間隔發(fā)出高能量的激光脈沖，通常用于需要瞬時(shí)高功率、短時(shí)間內(nèi)完成的應(yīng)用，比如激光加工、醫(yī)療手術(shù)以及科學(xué)研究等。

連續(xù)波激光的特點(diǎn)與應(yīng)用

連續(xù)波激光器的輸出是恒定的，可以持續(xù)提供穩(wěn)定的激光能量。這種激光器的優(yōu)勢(shì)在于其穩(wěn)定性和可靠性，適用于需要長(zhǎng)時(shí)間、低能量激光輸出的場(chǎng)合。例如，在通信行業(yè)中，CW激光被廣泛應(yīng)用于光纖通信，因?yàn)槠淠軌蛱峁┓€(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間的光信號(hào)傳輸。在精密的激光加工領(lǐng)域，CW激光也可用于表面打標(biāo)、微加工等工作。

脈沖激光的特點(diǎn)與應(yīng)用

與連續(xù)波激光不同，脈沖激光器通過(guò)高頻次、短時(shí)間內(nèi)輸出激光脈沖，每個(gè)脈沖的能量通常較大。由于脈沖激光的輸出能量大，且持續(xù)時(shí)間短，它能夠在瞬間提供較高的峰值功率。因此，脈沖激光適用于要求高能量、高精度和短時(shí)間內(nèi)完成的任務(wù)。脈沖激光廣泛應(yīng)用于激光切割、焊接、醫(yī)療（如激光手術(shù)）、激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析等領(lǐng)域。

連續(xù)波激光與脈沖激光的主要區(qū)別

1. 能量輸出方式：CW激光器輸出的是連續(xù)的低功率激光，而脈沖激光器則輸出的是高功率的短時(shí)脈沖激光。

2. 應(yīng)用場(chǎng)景：CW激光更適合需要長(zhǎng)期穩(wěn)定輸出的場(chǎng)合，如通訊、照明等；而脈沖激光常用于需要高峰值功率和短時(shí)間能量傳輸?shù)念I(lǐng)域，如醫(yī)療、精密加工等。

3. 效率與能量利用：CW激光的能量輸出較為均勻，效率較高；而脈沖激光在高能量輸出時(shí)，由于脈沖間的間隔，它可能在一些應(yīng)用中表現(xiàn)出較低的效率，但能夠?qū)崿F(xiàn)更高的精度和能量集中。

結(jié)論

固體激光器的連續(xù)波和脈沖兩種工作模式各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景。了解它們的工作原理及特點(diǎn)，能夠幫助選擇適合的激光器類型，以滿足不同領(lǐng)域的需求。通過(guò)對(duì)比這兩種模式的不同特性，可以更好地發(fā)揮固體激光器在工業(yè)、科研及醫(yī)療等領(lǐng)域的巨大潛力。

化學(xué)鍍鎳以其卓 越的耐腐蝕性和耐磨性、低成本、均勻的厚度以及在復(fù)雜基材上電鍍的能力而聞 名，被廣泛使用在如航空航天、建筑、電子、特別是在 PCB（印刷電路板）制造過(guò)程中。

化學(xué)鍍鎳的過(guò)程在一個(gè)特定的鎳電鍍槽中進(jìn)行。化學(xué)鍍鎳液通常包含幾個(gè)關(guān)鍵成分，包括鎳鹽、還原劑、pH調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑和絡(luò)合劑。鍍液的具體成分通常會(huì)有所不同，可能會(huì)添加額外的成分以實(shí)現(xiàn)特定的涂層性能或提高電鍍效率。

電鍍槽與電鍍液

一旦在基材表面形成初始的鎳層，電鍍過(guò)程就會(huì)自發(fā)進(jìn)行。此時(shí)，穩(wěn)定劑在化學(xué)鍍鎳液中起著重要的作用，因?yàn)樗鼈兛梢钥刂齐婂兯俣炔⒎乐瑰円悍纸狻７€(wěn)定劑濃度的波動(dòng)可能會(huì)影響沉積速率、鍍液穩(wěn)定性等，因此，監(jiān)測(cè)穩(wěn)定劑的濃度在電鍍過(guò)程中至關(guān)重要。常用的穩(wěn)定劑包括 Pb、Bi 和 Sb(III) 等。

鎳電鍍槽液中穩(wěn)定劑監(jiān)測(cè)解決方案

更“綠色”的非汞電極解決方案

伏安法（VA）使用電化學(xué)傳感器來(lái)測(cè)定重金屬離子。通過(guò)測(cè)量電流與外加電位的關(guān)系，可以確定溶液中不同離子的濃度。

與其他分析技術(shù)如原子吸收光譜法（AAS）和電感耦合等離子體（ICP）光譜法相比，VA具有以下優(yōu)點(diǎn)：

VA擁有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)

MVA-22全自動(dòng)型伏安極譜儀

伏安法的非汞時(shí)代

更“綠色”的非汞電極解決方案

多年來(lái)，汞電極廣泛用于伏安法測(cè)定重金屬。其有著高靈敏度、廣泛的陰極極化范圍等多重優(yōu)點(diǎn)，十分適合于痕量重金屬測(cè)定。但汞本身是有毒的，為了減少金屬汞對(duì)環(huán)境的不利影響，瑞士萬(wàn)通開(kāi)發(fā)了四種新型非汞電極。

瑞士萬(wàn)通開(kāi)發(fā)的非汞電極

◆ scTRACE Gold 金電極

◆ 11L絲網(wǎng)印刷電極

◆ 玻碳（GC）電極

◆ 鉍（Bi）電極

應(yīng)用案例

使用鉍電極

檢測(cè)電鍍液中的Pb

Pb 是鎳鍍液中最有效的穩(wěn)定劑之一。通常情況下，Pb 含量大約為1mg/L。我們將鍍液樣品進(jìn)行稀釋，通過(guò)陽(yáng)極溶出伏安法（ASV）進(jìn)行 Pb 濃度的測(cè)定。經(jīng)過(guò)連續(xù)10次測(cè)量，回收率在94%和101%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于3%。

我們對(duì)含有0.3 mg/L Pb 的鍍液樣品（NB1）使用鉍電極進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如下圖所示。

沉積時(shí)間60秒，Pb的測(cè)試結(jié)果為313μg/L

此外，我們對(duì)兩種不同樣品（NB1和NB2）進(jìn)行加標(biāo)回收率分析，得到的結(jié)果如下。

Pb的加標(biāo)量分別為

0.1mg/L, 0.3mg/L, 和 1.2mg/L

使用scTRACE Gold金電極

檢測(cè)電鍍液中的Bi和Sb(III)

由于世界各地對(duì) Pb 的管控，電鍍行業(yè)開(kāi)始使用 Bi 和 Sb(III) 作為 Pb 的替代品，在電鍍過(guò)程中用作穩(wěn)定劑。因此，Bi 和 Sb(III) 同樣需要被監(jiān)測(cè)，以保持電鍍的最 佳條件。

電鍍液中Bi和Sb(III)的測(cè)定可以用scTRACE Gold 金電極來(lái)完成。測(cè)試樣品中待測(cè)物濃度如下：

在一系列連續(xù)的10次測(cè)量中，Bi的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于4%，Sb（III）的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于8%。Bi的回收率在103%到106%之間，Sb（III）的回收率在93%到110%之間。結(jié)果如下圖所示。

沉積時(shí)間30秒，Bi 的測(cè)試結(jié)果為99μg/L

Bi 的加標(biāo)回收率測(cè)試

沉積時(shí)間30秒，Sn(III) 的測(cè)試結(jié)果為95μg/L

Sn(III) 的加標(biāo)回收率測(cè)試

總結(jié)

伏安法（VA）因?yàn)槠潇`敏度高，檢出限低等特點(diǎn)十分適用于痕量重金屬檢測(cè)。瑞士萬(wàn)通全新非汞電極在實(shí)際使用中擁有不亞于傳統(tǒng)汞電極的性能，是非汞時(shí)代的理想電極之選。