循环伏安法积分：如何和为什么

循环伏安法是一种从电化学反应中获得定性动力学数据的有用技术。CV数据中会出现不同的峰：每个峰对应于特定的电化学过程，并且峰高与分析物的浓度相关。

Gamry软件通过梯形数值法对CV扫描进行积分，并且始终对时间进行电流积分。这意味着当CV显示为电压对电流曲线时，“在幕后”软件依然会从数据文件中提取电流和时间列。因此，无论屏幕上绘图上显示的单位如何，从积分生成的结果单位始终是库伦。

为什么积分？

循环伏安曲线的积分可以提供有关电化学反应过程中电荷转移数的直接信息。但是除此之外，积分还可为实验提供附加值。我们可以看几个例子。

硫酸铜溶液

这是在CuSO4酸性溶液中进行CV测试（黑线），同时进行QCM测试（红线）。我们可以比较每个循环电荷转移对应的移除或增加的Cu的质量。

聚合物

该循环伏安扫描显示了具有各种电活性位点的聚合物。同时测试的QCM，可以确定沉积在电极表面的质量。对正向反应和反向反应的比较将深入了解反应机理。

超级电容器

这儿是电容的积分，并且没有“反应”可言。为了正确的测试超级电容器的CV，电化学工作站必须设置成Surface模式，并不是所有品牌的电化学工作站都可以这么做。（Gamry可以）。与由法拉第电流和电化学反应引起的较慢1/t²衰减不同，Surface模式可以测出吸附物质的1/t的衰减。详细介绍请参考Gamry应用报告“使用数字阶梯伏安法测试表面相关电流”。

如何积分

让我们来看一个例子。这里我们使用CV测试酸性溶液中的铁氰化铁。

Gamry Echem Analyst™ 软件可提供两种方式对CV进行积分。

1. 快速积分工具
   快速积分工具在CV下拉菜单中，可将数据集拆分成“曲线”。快速积分是对相对于0电流线的整个区域进行积分。同时，使用“选择横坐标区域”工具，也可对区域进行积分。

以下是对数据使用快速积分的结果：

此方法可能更适合分析多圈CV数据。

2. 积分工具

使用此方法，可以更精确地对一部分曲线进行积分，以及怎样和如何选取基线。

a. 打开数据

b. 激活“绘制手绘线”按钮

c. 左击并在图形上所需起点按住以便放置锚点。该线是峰之前背景电流的外推。不要过多或过少包含法拉第过程。

d. 按住鼠标按钮，用鼠标将虚线延伸到终点处。

e.  鼠标放在线上并右击，选择“接受”或“删除”线：

如果选“接受”，则线会从虚线变成实线，并且斜率和截距显示在底部：

f.  使用“鼠标选择部分曲线”按钮，选择要积分的曲线部分：

g.  在CV下拉菜单中，选择“积分”

这样选中的曲线会对零电流线进行积分。

h.  如果要将基线换成之前手绘的线，在CV下拉菜单中选择“区域基线”：

出现“区域基线设置”窗口：

i.  在基线栏，选中希望的基线，并点击“关闭”按钮。积分区域将会从零电流线移至选中的基线。

j.  也可以对CV曲线的反向峰进行积分。可根据以下步骤进行，画一条基线，选择要积分的曲线，将积分区从零电流线移至基线：a.   也可以对CV曲线的反向峰进行积分。可根据以下步骤进行，画一条基线，选择要积分的曲线，将积分区从零电流线移至基线：

结论

此篇应用报告介绍了如何用Gamry Echem Analyst™ 分析软件对CV数据进行积分，并且提供了CV可以协助研究的几种应用。