CHI400C系列電化學(xué)石英晶體微天平含石英晶體振蕩器,頻率計數(shù)器,快速數(shù)字信號發(fā)生器,高分辨高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),電位電流信號濾波器,信號增益,iR降補償電路,以及恒電位儀/恒電流儀(440C)。電位范圍為±10V,電流范圍為±250mA。電流測量下限低于50pA。石英晶體微天平和恒電位儀/恒電流儀集成使得EQCM測量變得十分簡單方便。CHI400C系列采用時間分辨的方式測量頻率的改變。傳統(tǒng)的方法是采用頻率直接計數(shù)的方法,要得到1Hz的QCM分辨率,需要1秒的采樣時間。要得到0.1Hz的QCM分辨率,需要10秒的采樣時間。我們是將QCM的頻率和一標(biāo)準(zhǔn)頻率的差值作周期測量,從而大大縮短了采樣時間,提高了時間分辨。我們可在毫秒級的時間里得到1Hz或0.1Hz或更好的頻率分辨。當(dāng)和循環(huán)伏安法結(jié)合時,可允許在0.5V/s的掃描速度下獲得QCM的信號。這對需要較快速的測量(例如動力學(xué)測量)尤為重要。允許與QCM結(jié)合的電化學(xué)實驗技術(shù)包括CV,LSV,CA,i-t,CP。
CHI400C系列電化學(xué)石英晶體微天平 400C系列在測量QCM頻率變化的同時,還能測量晶體諧振網(wǎng)絡(luò)的電阻變化。
400C系列也是相當(dāng)快速的儀器。信號發(fā)生器的更新速率為10MHz,數(shù)據(jù)采集速率為1MHz。循環(huán)伏安法的掃描速度為1000V/s時,電位增量僅0.1mV。又如交流伏安法的頻率可達10KHz。儀器可工作于二,三,或四電極的方式。四電極對于大電流或低阻抗電解池(例如電池)十分重要,可消除由于電纜和接觸電阻引起的測量誤差。由于儀器集成了多種常用的電化學(xué)測量技術(shù),使得儀器可用作通用電化學(xué)測量,也可單獨用作石英晶體微天平的測量(不同時進行電化學(xué)測量)。
CHI400C系列EQCM還包括一個特殊設(shè)計的電解池,如圖1(a)所示。電解池由三塊圓形的聚四氟乙烯組成。直徑為35mm,總高度為37mm。上面的是蓋子,用于安裝參比電極和對極。中間的是用于放溶液的池體。石英晶體被固定于中間和底下的部件之間,通過橡膠圈密封,并用螺絲固定。石英晶體的直徑為13.7mm,晶體兩面的中間鍍有5.1mm直徑的金盤電極(其它電極材料需特殊定做)。新晶體的諧振頻率是7.995 MHz。
圖2顯示了1mM Pb2+在0.1MHClO4溶液中欠電位沉積的循環(huán)伏安圖和作為電位函數(shù)的相應(yīng)的頻率改變。掃描速度為0.05V/s。在-0.42V出現(xiàn)的陰極峰是由于單層欠電位沉積。-0.29V處的陽極峰是由于鉛的溶出。頻率-電位圖顯示了由于鉛沉積而使頻率下降了25Hz(相當(dāng)于33.5ng)。