電気化学測定テクニック

 AUTOLAB電気化学測定は様様な高感度の電気化学分析できます。電気化学測定方法中のボルタンメトリーは感度は高いため、分析化学分野の重要な方法として半世紀以上の歴史を持っています。近年のバイオセンサーの研究に電気化学の応用がよく注目されています。以下の電気化学ボルタンメトリー原理を紹介します。

電気化学測定システム構成:
AUTOLABポテンショ/ガルバノスタット
NOVA電気化学と解析ソフト
測定セル(電極とガラス容器)
制御PC

 微分パルスボルタンメトリーDifferential Pulse Voltmmetry 一番、重要な電気化学の分析方法です。固体電極又は滴下水銀電極を使って、定量分析にを行います。下図のように、パルスの増幅で、電位をスキャンします。各周期のmeasurement time 1とmeasurement time 2の積分値を引き算します。その結果より、高い分解能のピークが現れます。

 固体白金電極で、50pptのセレンを定量分析できます。

 

 アノードストリッピング法 溶液中のイオンなどを水銀電極上にまず還元濃縮し、次に電極をアノード分極して酸化溶出させ、酸化電位から、イオンを定性分析し、溶出ピークの高さより、定量分析をします。アノード分極する方式はDPVを採用し、DPASVを言います。Differential Pulse Anodic Stripping Voltmmetry

 矩形波ボルタンメトリーSquare Wave Voltammetry 矩形ボルタンメトリーは二つの方式があり、下図はOsteryoung(OSWV)方式です。OSWV方法利点は感度が高く。測定時間が短いです。サンプリングの形はDPVに類似しますが、スキャンの速度は矩形波周波数に依存し、DPVより、速くスキャンができます。AUTOLAB装置のOSWV周波数範囲は8Hz〜2000Hzです。

 OSWVの高感度と高スピードは電気化学の定量分析方法として、しばしば使用されます。下図はCdの還元波で、周波数25、100、400Hzです。

交流ボルタンメトリーAC Voltammetry、 第二高調波交流ボルタンメトリーSecond Harmonics
 昔からの電気化学測定方法です。下図のように、直流ポテンシャルをゆっくり、変化します。その上に、周波数を一定にしている交流電位(v=Vsinωt)を印加します。応答の交流電流はω、2ω、3ω.…になります。ωは交流ボルタンメトリーと言います。2ωは第二高調波交流ボルタンメトリーと言います。
 交流ボルタンメトリーは定量分析に使われます。直流電位は作用電極表面の酸化種と還元種濃度を制御します。交流電位印加の効果はRedox電位において、応答の交流電流が最大になり、曲線がピーク波形です。
 第二高調波交流ボルタンメトリーは容量電流除去の効果があり、その他に、特徴の使い方もあります。

直流ボルタンメトリー DC Voltammetry 
ノーマルパルスポルタンメトリー Normal Pulse Voltammetry

 直流ボルタンメトリーは古典的な直流ポラローグラフィー測定より、改良された方法です。
 ノーマルパルスポルタンメトリーは直流ボルタンメトリーより、限界電流は大きくなり、検出下限は10e-6Mです。

微分ノーマルパルスポルタンメトリー Differential Normal Pulse Voltammetry
ノーマルパルスポルタンメトリーと
微分パルスボルタンメトリーのミックスされた測定方法です。

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