EQCM study of underpotentially-deposited (UPD) lead adlayer on gold
Aplikace | 2019 | MetrohmInstrumentace
EQCM je klíčová technika umožňující sledování hmotnostních změn při elektrochemických procesech s velmi vysokou citlivostí (sub-µg/cm2). Využití této metody v kombinaci s potenciostatem umožňuje in situ studium adsorpce, depozice kovů i biomolekul na površích. Metoda doplňuje tradiční elektrochemické techniky, jako je cyklická voltametrie či chronoamperometrie, a nachází uplatnění v povrchové vědě, pokovování a senzorech.
Aplikace demonstruje použití Autolab EQCM modulu pro studium underpotentialní depozice (UPD) olova na zlatém povlaku 6 MHz křišťálu. Cílem je sledovat hmotnostní změny při tvorbě jednovrstvého adfilmu Pb a porovnat experimentální data s teoretickými hodnotami.
Experiment proběhl na:
Overpotentialní depozice (OPD): cyklus od –0,8 V do 0,8 V (50 mV/s) vyústil v změnu frekvence Δf ≈ –4650 Hz, odpovídající Δm ≈ 57 µg/cm2 (Sauerbreyova rovnice).
Underpotentialní depozice (UPD): nástup kolem 0,1 V, následován špičkami při 0 V a –0,2 V, Δf ≈ –22 Hz. Chronoamperometrie (skok potenciálu 0,6 V → –0,4 V) ukázala rychlý pokles frekvence na –25 Hz během ~1 s a následnou stabilizaci, což indikuje dokončení monovrstvy. Vypočtená hmotnost 306,7 ng/cm2 se blíží teoretické hodnotě 324,5 ng/cm2 (302 µC/cm2 pro monovrstvu).
EQCM poskytuje kvantitativní in situ informace o hmotnostních změnách na elektrochemickém rozhraní. Metoda je cenná při vývoji tenkých kovových vrstev, antikorozních povlaků, biosenzorů i studiích povrchových interakcí.
Očekává se rozvoj vyšších rezonančních frekvencí krystalů, integrace EQCM s in situ spektroskopií (Raman, IR), miniaturizace systémů a nasazení v mikrofluidních platformách pro monitorování reálného času.
AutoLab EQCM modul prokázal vysokou citlivost a reprodukovatelnost při studiu UPD olova na zlatě. Experimentální data potvrdila schopnost detekce monovrstvých deposit s hmotností v řádu stovek ng/cm2.
Elektrochemie
ZaměřeníVýrobceMetrohm
Souhrn
Význam tématu
EQCM je klíčová technika umožňující sledování hmotnostních změn při elektrochemických procesech s velmi vysokou citlivostí (sub-µg/cm2). Využití této metody v kombinaci s potenciostatem umožňuje in situ studium adsorpce, depozice kovů i biomolekul na površích. Metoda doplňuje tradiční elektrochemické techniky, jako je cyklická voltametrie či chronoamperometrie, a nachází uplatnění v povrchové vědě, pokovování a senzorech.
Cíle a přehled studie
Aplikace demonstruje použití Autolab EQCM modulu pro studium underpotentialní depozice (UPD) olova na zlatém povlaku 6 MHz křišťálu. Cílem je sledovat hmotnostní změny při tvorbě jednovrstvého adfilmu Pb a porovnat experimentální data s teoretickými hodnotami.
Použitá metodika a instrumentace
Experiment proběhl na:
- Potenciostatu/galvanostatu Autolab PGSTAT204 nebo PGSTAT302N
- EQCM modulu (6 MHz, AT-cut) pro měření změn rezonanční frekvence
- Software NOVA pro řízení měření a analýzu dat
- Krystal: 100 nm Au na TiOx (10 nm) na AT-cut křišťálu 6 MHz
- Depoziční roztok: 0,01 M Pb(ClO4)2 v 0,1 M HClO4
- Elektrody: Au cívka (CE), Ag/AgCl (3 M KCl) (RE)
Hlavní výsledky a diskuse
Overpotentialní depozice (OPD): cyklus od –0,8 V do 0,8 V (50 mV/s) vyústil v změnu frekvence Δf ≈ –4650 Hz, odpovídající Δm ≈ 57 µg/cm2 (Sauerbreyova rovnice).
Underpotentialní depozice (UPD): nástup kolem 0,1 V, následován špičkami při 0 V a –0,2 V, Δf ≈ –22 Hz. Chronoamperometrie (skok potenciálu 0,6 V → –0,4 V) ukázala rychlý pokles frekvence na –25 Hz během ~1 s a následnou stabilizaci, což indikuje dokončení monovrstvy. Vypočtená hmotnost 306,7 ng/cm2 se blíží teoretické hodnotě 324,5 ng/cm2 (302 µC/cm2 pro monovrstvu).
Přínosy a praktické využití metody
EQCM poskytuje kvantitativní in situ informace o hmotnostních změnách na elektrochemickém rozhraní. Metoda je cenná při vývoji tenkých kovových vrstev, antikorozních povlaků, biosenzorů i studiích povrchových interakcí.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozvoj vyšších rezonančních frekvencí krystalů, integrace EQCM s in situ spektroskopií (Raman, IR), miniaturizace systémů a nasazení v mikrofluidních platformách pro monitorování reálného času.
Závěr
AutoLab EQCM modul prokázal vysokou citlivost a reprodukovatelnost při studiu UPD olova na zlatě. Experimentální data potvrdila schopnost detekce monovrstvých deposit s hmotností v řádu stovek ng/cm2.
Reference
- Metrohm AG. AN-EC-005: EQCM study of underpotentially-deposited (UPD) lead adlayer on gold.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Studying nickel deposition with EQCM-D and EC-Raman
2026|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-EC-041 Studying nickel deposition with EQCM-D and EC-Raman EQCM-D with 3T analytik & Metrohm Autolab An Electrochemical Quartz Crystal Microbalance with resulting layer. EQCM-D can be applied to many areas Dissipation Monitoring (EQCM-D) is a powerful of electrochemistry,…
Klíčová slova
eqcm, eqcmqgraph, qgraphdamping, dampingelectrochemical, electrochemicalelectrode, electrodeqcm, qcmdeposition, depositioncrystal, crystalraman, ramannickel, nickeldrp, drpdissipation, dissipationcycling, cyclingchronopotentiometry, chronopotentiometrymicrobalance
Instruments for electrochemical research
2019|Metrohm|Brožury a specifikace
Instruments for electrochemical research Dedicated to research 2 Metrohm Autolab sets the standard for electrochemistry instrumentation. Over 30 years ago, we created the first commercially available digital potentiostat/galvanostat that was completely computer controlled. Today our NOVA software is the most…
Klíčová slova
autolab, autolabcurrent, currentmodule, moduleelectrochemical, electrochemicalimpedance, impedancenova, novayour, yourinstruments, instrumentssupercapacitors, supercapacitorsyou, youmetrohm, metrohmyes, yespotential, potentialrange, rangeinterrupt
Metrohm Autolab
2019|Metrohm|Brožury a specifikace
Metrohm Autolab Corrosion Application Products Compliance and convenience for your corrosion laboratory 2 Corrosion Research • General corrosion mechanism studies and development of new materials • Corrosion protection research: characterization of protective coatings, paints • Pitting corrosion, critical pitting temperature (CPT) determination • Corrosion…
Klíčová slova
corrosion, corrosionautolab, autolabelectrochemical, electrochemicalrce, rcepolarization, polarizationyour, yourmetrohm, metrohmnova, novarotating, rotatingmeasurements, measurementscylinder, cylinderelectrode, electroderesearch, researchyou, youeis
Galvanostatic Intermittent Titration Technique (GITT)
2018|Metrohm|Aplikace
AN-BAT-003 Galvanostatic Intermittent Titration Technique (GITT) Summary Lithium-ion (Li-ion) batteries are one of the most investigated energy storage devices, due to their relatively high energy and high power performances. During charge, lithium ions are forced to move from the positive…
Klíčová slova
gitt, gittmetrohm, metrohmnova, novaautolab, autolabduocoin, duocoingalvanostatic, galvanostaticintermittent, intermittentrelaxation, relaxationtitration, titrationcontacts, contactsplated, platedbattery, batterypulse, pulsepotentionstat, potentionstatgrippers