电化学石英晶体耗散微天平(EQCM-D)已成为一种强大的电化学原位技术。耗散石英晶体微天平(QCM-D）是一种高度敏感的表面技术，可以在具有纳米级灵敏度的表面上发生实时变化。当与电化学结合时，可以提供有关在电极表面发生的电子转移过程相关的质量和结构变化的信息，例如电聚合，离子插入，腐蚀和电源。独特的能力QSense QCM-D在多次谐波下测量数据的技术使粗糙/多孔锂离子电池电极在介观尺度上的表征成为可能(参考文献5-8)。
QSense电化学（EC）模块（QEM 401)便于在同一表面同时进行QCM-D和电化学测量。EQCM-D装置为在不同条件下进行实验提供了很大的灵活性，例如，可以在有机溶剂和其他苛刻的介质中进行实验。使用适当的连接器，整个EQCM-D装置可以放置在手套箱中。QSense提供各种各样的传感器表面作为电极模拟。定制的传感器表面可以准备满足用户的要求。
EQCM-D试验装置
图1显示了图片的图片QSense探险家(图1A)、QSense EC模块QEM 401(图1B)和安装有EC模块的QSense Explorer腔室(图1C)。QSense EC模块采用三电极结构，传感器表面作为工作电极，铂片作为对电极，定制的低泄漏Ag/AgCl电极作为参考电极。可以将模块配置为与有机溶剂一起使用的定制参考电极。该模块还可以用于两电极配置，通过使用提供的特富龙帽密封参考电极端口。图1b中所示的三个端口用于将三个电极与恒电位器连接。另外两个端口连接进、出油管，实验可以在流量或批处理模式下进行(图1C)。
图1:(A) QSense Explorer仪器，(B) QSense EC模块QEM 401，和(C) QCM-D电化学设置(Biolin Scientific)
图2:EQCM-D设置示意图
图2中的示意图提供了此设置的详细图;安装在底部的QSense传感器用作工作电极;通过监视使用QCM-D的频率（f）和传感器晶体的耗散（d）变化，实时测量电化学环境中的表面处发生的任何变化。PT天花板用作对电极，并且参考电极安装在出口流中关闭（〜4-5mm）到工作电极。
QSense窗口EC模块，QWEM-401
对于光敏EC实验，Biolin科学QWEM 401提供了一个窗口EC模块QWEM 401，该模块配备了一个1毫米厚的蓝宝石玻璃窗口，允许光学访问传感器表面(图3B)。在EC窗口模块的玻璃上溅射一个铂环电极，作为对电极(CE)(图3C)。传感器的上电极作为工作电极(WE)。参考电极(RE)放置在出口流道中。
图3:(A) QCM-D窗口电化学设置(B) QSense EC-Window模块QWEM (C) QWEM中Pt对电极图，(Biolin科学）
EQCM-D设置允许将QCM-D测量与典型的电化学实验相结合，例如循环伏安法（CV），电流测量，伏安法和电化学阻抗光谱（EIS）。
图4显示了在QSense金传感器上镀铜和剥铜过程中，电压从+0.3 V到-0.5V以50 mV/s循环4次时采集的QCM-D和EC数据示例。硫酸铜溶液(10mm CuSO40.1 M H2所以4)作为电解质。∆f的减小表示表面质量的增加，∆D的增大表示膜的粘弹性特性。此时的耗散相对于∆f的变化相对较低，说明铜膜已被刚性吸附到表面。镀铜和脱铜过程是可逆的(数据来自Biolin科学）。
图4：频率ΔF，耗散ΔD和电流I从+ 0.3 V至-0.5V至+ 0.5V的循环次数在50 mV / s四次中
188金宝搏app安卓下载EQCM-D的应用:
EQCM-D的应用在应用电化学的几乎每个领域都是不断增长的。一些实例包括，能量储存，聚合物膜，生物分子，生物传感器和腐蚀。
能源储存领域十大EQCM-D出版物
EQCM-D已成功用于表征电极材料以进行储能和转换。该技术还被用于在各种条件下分析固体电解质间（SEI）膜的形成，生长和力学性能。在各种电化学条件下，研究了变量的影响，例如电解质组合物，添加剂和污染电极性能。以下是与EQCM-D能量存储应用相关的当前十大出版物的列表：188金宝搏app安卓下载
- Narayan et al。用QCM-D研究电化学诱导的TiO2和碳膜的变化材料科学与工程，2019,47(1):1 - 5。
- Zhang et al。锌离子电池用醌聚合物电极的电荷存储机理北京化工大学学报(自然科学版
- Shpigel et al。储能电极复杂力学特性的EQCM-D技术:背景和实用指南储能材料，2019,21,399-413。
- 北泽阀门等。操作EQCM-D与同步原位EIS:对锂离子电池界面形成的新见解,肛交。化学，2019,91,3,2296 - 2303。
- Shpigel et al。基于耗散监测的电化学石英晶体微天平用于电化学能量存储和转换电极的原位实时力学和形态表征, Acc。化学。Res. 2018, 51, 1, 69-79。
- 利等。基于EQCM-D的储能与转换电极的原位多孔结构表征研究进展，电化学学报，2017,32,271 -284。
- Shpigel et al。多孔储能电极结构表征的原位水动力光谱研究．自然杂志，2016,15,570-575。
- 利等。石英晶体微稳定与耗散监测（EQCM-D）用于超级电容器和电池的原位研究：迷你评论，电化学通信，2016,67,16-21。
- Hubaud等人。基于电化学石英晶体微天平的SiO2在硅阳极上的界面作用研究，无机材料学报，2015,28(6):692 - 698。
- 杨et al。用EQCM - D量化Tin阳极界面膜的质量和粘弹性ACS达成。板牙。接口功能，2015,7,26585−26594。
选定聚合物薄膜EQCM-D研究
若干出版物报告使用EQCM-D在研究电化学引发的聚合物膜的成核和生长以及在这些薄膜的氧化还原化学过程中发生的带电物种，溶剂和其他中性的运输。以下是选定的引用列表：
- Wang等人。实时洞察氧化还原活性有机自由基聚合物的掺杂机制，《自然》，2019,18,69-75。
- 萨瓦et al。PEDOT中的离子到电子耦合效率：PSS薄膜在水性电解质中操作, j .板牙。化学。C, 2018, 6, 12023。
- 佩尔松et al。自掺杂水溶性共轭聚电解质脱离的电子控制， Langmuir 2014, 30, 21, 6257-6266。
- nilsson等人。阳极条件下聚电解质薄膜生长的电化学石英晶体微稳压研究，应用表面科学，2013,280,783-79。
- Schmidt等人。聚合物纳米复合材料的电化学控制溶胀和力学性能， ACS Nano, 2009, 3,8,2207 - 2216。
生物传感器和生物分子吸附的EQCM-D
EQCM-D在生物传感器领域的应用实例188金宝搏app安卓下载，生物分子被吸附到表面，涉及偏压表面和监测氧化还原蛋白、细胞、DNA等生物分子的反应
- Aruã C. da Silva等。电化学石英晶体微天平耗散研究纤维连接蛋白吸附动力学驱动电刺激在导电和部分生物可降解共聚物生物工程学报，2020,15,021003。
- 吴志光等，带电两性离子导电聚合物上不同寻常的蛋白质吸附行为的原位探测先进材料界面，2020
- 全雪灵等。利用电化学石英晶体微天平(EQCM-D)原位监测DNA相关过程的电位增强，电化学通信，2014,48,111-114
使用EQCM-D进行腐蚀
有许多出版物报告了电化学QCM-D在研究表面腐蚀中的使用。下文报告了使用EQCM-D用于分析聚合物电解质膜（PEM）燃料电池中的电极腐蚀。
- Wickman, B, Grönbeck, H, Hanarp, P，和Kasemo, B。电化学石英晶体微天平测量Pt/C模型电极的腐蚀降解《电化学学报》，2012(4)，592- 598(2010)。
上面列出的示例包括EQCM-D技术的许多常见应用。188金宝搏app安卓下载我们可能错过了许多其他应用程序。188金宝搏app安卓下载如果您有其他EQCM-D示例，则您的小组正在处理联系我们知道，我们可以把他们列入我们的名单。