快速了解LSV電化學

　　線性掃描伏安法，linear sweep voltammetry，簡稱：LSV。線性掃描伏安法是一種電化學實驗技術。線性掃描伏安法（LSV） 是用得較為普遍的一類電化學測試方法，如工作電極為滴汞電極，就衍化成各種類型的極譜法。

　　將線性電位掃描(電位與時間為線性關系)施加于電解池的工作電極和輔助電極之間。工作電極是可極化的微電極，如滴汞電極、靜汞電極或其他固體電極；而輔助電極和參比電極則具有相對大的表面積，是不可極化的。常用的電位掃描速率介于0．001～0．1V/s。可單次掃描或多次掃描。

　　根據電流-電位曲線測得的峰電流與被測物的濃度呈線性關系，可作定量分析，更適合于有吸附性物質的測定。

線性電位掃描

在分析化學中，線性掃描伏安法是一種伏安法，其中測量工作電極上的電流，同時工作電極與參比電極之間的電位隨時間以線性方式掃掠。[1][2]物種的氧化或還原被記錄為電流信號中的一個峰或谷，在該電位處，物種開始被氧化或還原。

       以下是在線性電位掃描伏安法（Linear Sweep Voltammetry, LSV）和循環伏安法（Cyclic Voltammetry, CV）之間的異同點的對比表格：

實驗方法

通過線性掃掠循環伏安法與階梯循環伏安法比較鉑盤電極在1摩爾硫酸中的當前響應。階梯伏安法抑制了氫的非電化學吸附。

線性掃描伏安法的實驗裝置利用恒電位儀和三電極系統向溶液中提供電壓，并監測其電流的變化。該三電極裝置由工作電極、輔助電極及參比電極組成。該電位計通過三極電解池系統傳遞電位。通過工作電極傳遞的潛在能E。電位與時間圖的斜率稱為掃描速率，其范圍可從毫伏每秒至一百萬伏特每秒。[3]工作電極是氧化/還原反應發生的電極之一——在此電極上發生的過程就是被監測的過程。輔助電極（或對照電極）是發生與工作電極相反過程的地點。該電極上的過程未進行監控。下式給出了在工作電極表面發生還原的一個例子。若電解質和電極處于標準條件下，則此潛在性為標準還原潛能。當E逐漸接近E時，表面電流增加，并在E等于Es時，A的濃度與表面氧化/還原態A的濃度相等（[A]= [A-]）。隨著工作電極表面分子的氧化/還原，它們從表面移開，新的分子接觸工作電極的表面。電子流入或流出電極，導致電流的產生。電流是通過電極-電解質界面交換電子的速率的一個直接度量。當該速率高于氧化或還原物種從電解質主體擴散至電極表面的速率時，電流達到平臺或峰值：

在工作電極表面分子A的減少。

輔助與參考電極協同工作，以平衡工作電極所添加或移除的電量。輔助電極平衡工作電極，但為了了解它需要添加或移除多少電壓，則依賴于參比電極。參比電極具有已知的還原潛能。輔助電極試圖將參比電極保持在一定的還原潛能，并為此必須平衡工作電極。

特征化

線性掃頻伏安法能夠識別未知物種并測定溶液的濃度。E1/2可用于識別未知物種，而限制電流的高度可確定濃度。通過增加掃描速率，可以提高電流變化與電壓之間的敏感度。每秒較高的電位差會導致工作電極表面物種的氧化/還原反應更為頻繁。

變化

對于可逆反應，循環伏安法可用于獲取關于正向反應和反向反應的信息。與線性掃描伏安法類似，循環伏安法在時間上施加一個線性電壓，并在特定的電位下，電位計將反轉所施加的電壓并返回到起始點。循環伏安法提供了關于氧化和還原反應的信息。

應用程序

雖然循環伏安法適用于大多數使用線性掃描伏安法的場合，但在某些情況下，線性掃描伏安法更為有用。在反應不可逆的情況下，循環伏安法將不會提供線性掃描伏安法所能提供的任何額外數據。[6] 在一個例子中，[7] 線性掃描伏安法被用來研究通過生物電極直接生產甲烷。由于二氧化碳到甲烷的生產是一個不可逆反應，因此循環伏安法并未展現出比線性掃描伏安法更明顯的優勢。該研究小組發現，生物陰極產生的電流密度高于普通碳陰極，并且可以從直接電流通電中生產甲烷，而無需氫氣。

References

 Douglas A. Skoog; F. James Holler; Stanley R. Crouch (27 January 2017). Principles of Instrumental Analysis. Cengage Learning. pp. 658–. ISBN 978-1-305-57721-3.

 Nahir, Tal M.; Clark, Rose A.; Bowden, Edmond F. (2002). "Linear-Sweep Voltammetry of Irreversible Electron Transfer in Surface-Confined Species Using the Marcus Theory". Analytical Chemistry. 66 (15): 2595–2598. doi:10.1021/ac00087a027. ISSN 0003-2700.

 Tissue, Brian M. "Linear Sweep Voltammetry". CHP. Archived from the original on 2013-01-24.

 "Voltammetry". CHP. Archived from the original on 2003-06-12.

 Kounaves, Samuel P. Voltammetric Techniques. Handbook of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry. pp. 709–725.

 "Instrumentation, Pine Research. Linear Sweep Voltammetry". CHP. 2008. Archived from the original on 2017-05-20. Retrieved 2013-12-05.

 Cheng, Shaoan; Xing, Defeng; Call, Douglas F; Logan, Bruce E. (2009). "Direct Biological Conversion of Electrical Current into Methane by Electromethanogenesis". Environ. Sci. Technol. 43 (10): 3953–3958. Bibcode:2009EnST...43.3953C. doi:10.1021/es803531g. PMID 19544913.