贗電容k1擬合采用傳統(tǒng)方法怎么盤?

Bruce Dunn,et al.,J. Phys, Chem,C,2007,111,14925-14931.
數(shù)據處理
【編者按】前段時間,譚編發(fā)布了贗電容k1Tool擬合工具及其電容貢獻率的計算推文,引起了電化學研究者的關注。k1Tool擬合工具真正實現(xiàn)了1秒擬合2000行×5組CV的數(shù)據量計算速度,給研究者們帶來了福音。在使用過程中,不斷有網友提出問題瑕疵和升級建議。非常感謝這些積極的網友們,也非常期待更多的網友能提出更多更好的問題和建議。在k1ToolV3.0全新升級上線之前,譚編整理一下k1的傳統(tǒng)方法,以便更好地理解k1Tool程序的算法。
一分鐘從循環(huán)伏安數(shù)據計算贗電容的貢獻率
5秒鐘搞定贗電容k1擬合、繪圖、計算電容貢獻率
方法一 Origin法
利用Origin擬合贗電容k1數(shù)據
李銳(大連化物所)
利用Origin繪圖軟件將CV數(shù)據置轉、繪圖、擬合得到k1數(shù)據。具體步驟如下:
1.將CV數(shù)據拷貝至origin工作表1中,并復制工作表1得到表2,備用。

2.對表1中不同掃速的電流分別處理,除以V^0.5,得到I/ (V^0.5)

3.復制上圖中各列Y值,轉置粘貼至新工作表3中,圖中第一列為V^0.5項。

4.選取工作表3中全部數(shù)據作散點圖:

5.對散點圖1進行線性擬合,取消標準誤差的勾選,確認擬合后可能需要等待一段時間,所需時間與擬合的數(shù)據點的數(shù)量和電腦性能有關,得到擬合參數(shù),其中斜率即為K1值。

6.雙擊表格,復制得到的K1值,轉置粘貼至工作表2中,并新建列得到不同掃速下的K1V值。即得到所需要的贗電容成分數(shù)據。

方法二Excel法
利用Excel擬合贗電容k1數(shù)據
王飛(西北師大)
采用Excel軟件對CV數(shù)據進行處理,具體步驟:
1.將E-i數(shù)據(i的單位為A)拷貝到excel表中,在數(shù)據的右側新增5組(或更多組)掃描速度v(V/s);再在數(shù)據右側新列5列用于計算v^1/2;然后在數(shù)據右側新列5列用于計算i/(v^1/2);最后在數(shù)據右側新的一列中計算k1:
fx=slope(S2:W2, M2:Q2)
具體解釋如下圖所示。

2.將數(shù)據列voltage(V)、某個掃速的Current(A)、k1這三列數(shù)據復制到Excel的新建表中,并在空白列,對k1進行不同掃速v條件下的k1v運算。將最終的所有數(shù)據復制后,在Origin中粘貼到新建表(如下表)中,根據需要,對某個掃描速度下的電容貢獻曲線繪圖。

k1Tool使用方法
下面是k1Tool的二維碼,長按二維碼,可以通過手機打開。然后分享到電腦QQ或微信,即可在電腦上操作。

下面是k1Tool V2.0使用方法的演示動圖:

第一步:在k1Tool在線工具網頁中,scan rate文本框中輸入掃描速度(mV/s),用英文逗號隔開,且逗號后無空格。導入數(shù)據。從Excel中復制不同掃描速率下的循環(huán)伏安(CV)曲線數(shù)據。其中,共用電位Potential(V)數(shù)據列,其余為不同掃速下測試的電流Current(A)。
第二步:擬合數(shù)據。點擊k1Tool V2.0在線工具的第一個文本框, 按Ctrl+V,約等0.5秒,即可粘貼上數(shù)據。
第三步:復制數(shù)據。按鍵盤的TAB鍵,立即彈出提示框,表明已經將擬合結果復制到剪切板(內存)。
第四步:模板繪圖。在Origin8.5軟件的新建數(shù)據表中,按Ctrl+V粘貼數(shù)據,選中數(shù)據,利用模板快速繪制曲線。
第五步:電容貢獻。分別計算某掃描速率下的擬合曲線(k1v)和原始CV曲線的積分面積。點擊k1v曲線,然后點擊菜單Analysis-Mathematics-Integrate-Open Dialog...,確定即可,具體步驟:

對原始CV曲線進行同樣的操作。在Origin右側出現(xiàn)計算結果,從中讀出面積area,然后按照下圖所示的公式計算電容貢獻率。

k1Tool V2.0存在一個不足:實際上不同掃速的循環(huán)伏安數(shù)據不一定都能保證電位數(shù)據列相同。后續(xù)升級版本中,將考慮獨立的電位數(shù)據列,另外會設計比較好的界面UI。
總之,k1Tool工具大大提高了實驗數(shù)據分析的工作效率。歡迎廣大科研人員轉發(fā)本文到朋友圈,推廣使用。
該工具上線在譚編責編的《華南師范大學學報(自然科學版)》服務器上,特別致謝。歡迎廣大網友關注@編輯之譚(英文ID:EditorTan)信息,建議將本文轉發(fā)朋友圈,方便在需要時查閱。也歡迎添加譚編微信:TAN-J-SCNU,歡迎您在使用本工具的過程中,提出問題和建議。
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