電化學暫態技術的一種。常用的是正弦波交流阻抗技術。控制電極電流（或電極電勢）使按正弦波規律隨時間小幅度變化，同時測量作為其回應的電極電勢（或電流）隨時間的變化規律。這一回應經常以直接測得的電極系統的交流阻抗Z或導納Y來代替。電極阻抗一般用複數表示，即Z＝Z′-jZ″（或Y＝Y′-jY″），虛部常是電容性的，因此Z″前用負號。測量電極阻抗的方法總是圍繞解決測量實部和虛部這兩個成分或模和相位角。

　　測量技術　交流電橋技術　測量儀器見圖1，

電橋平衡時： ，式中 ω為正弦擾動信號的角頻率。

　　利薩如圖法　將交流擾動信號及其響應分別輸入示波器或函數記錄儀的x和y通道，得到利薩如圖（圖2），

電極阻抗 Z的模ㄧ Zㄧ和幅角 θ由下式計算：

　　

　　相敏檢測技術　測量儀器框圖之一見圖3，

相敏檢測部件為圖中的相關器。同時輸入被測信號和與它同頻率的參考信號，二信號同相位時，相關器測出電極阻抗的實部；二信號相位差90°時，相關器測出電極阻抗虛部。常用作相敏檢測部件的有相敏檢測器、鎖定放大器、頻率響應分析器等。

　　選相調輝技術　在擾動信號的π/2，3π/2，5π/2，…相位和0，π，2π，…相位時，分別用示波器測出響應信號的幅度，該幅度分別正比於電極阻抗或導納的實部和虛部。

　　傅裡葉變換測定阻抗頻譜技術　如果擾動信號選擇合適，將擾動信號E(t)和響應信號I(t)分別進行傅裡葉變換變為頻率域函數，則電極阻抗Z(ω)＝E(ω)/I(ω)，實際上采用下式計算：

式中E(ω)I*(ω)稱為互功率譜；I(ω)I*(ω)稱為自功率譜。

　　用實驗測出的電極阻抗（或導納）來分析電極過程動力學或電極│溶液界面行為時，常利用電極過程等效電路（圖4），

R 1為電阻極化的歐姆電阻， C d為電極│溶液界面雙電層微分電容， R C T為遷越電阻， R WO和 C WO、 R WR和 C WR分別代表反應物和產物的擴散阻抗。

　　阻抗頻譜分析　從實驗得到一系列頻率下的電極阻抗後，就要進行阻抗頻譜分析，求出電極過程等效電路上各元件數值，進而計算電極過程的有關參數（如交換電流i0、擴散系數D）和參量(如雙電層微分電容Cd)，常用的電極阻抗頻譜分析方法有三種：①電極阻抗的實部Z′和虛部Z″分別對ω-1/2作圖，稱蘭德爾斯圖（圖5）。

　　當無電阻極化時，蘭德爾斯圖是兩條相互平行的直線段，Z″-ω-1/2通過坐標原點，Z-ω-1/2在y軸的截距等於RCT，兩直線的斜率均等於

〔 c為濃度； RT/( n 2 F 2)； R為氣體常數； T為絕對溫度； F為法拉第常數； n為電荷傳遞反應得失電子數〕。②各頻率電極阻抗的實部 Z′對虛部 Z″作圖得復數平面圖，也稱奈奎斯特或科爾-科爾圖（圖6）。 由復數平面圖可求得極化電阻 R 1 R C T和擴散阻抗 。半圓頂點B的角頻率 ω B＝1/ C d R C T，由 ω B可求得 C d。③阻抗的模對數 lg│ Z│和相位角對頻率的對數作圖，稱為博德圖。

　　應用　通過電極阻抗頻譜和等效電路分析，交流阻抗技術將比其他電化學暫態技術易於給出電極界面和電極過程動力學的各種參數。這個技術在研究電極界面雙電層結構、電極上的各種吸附行為、半導體電極（例如摻雜濃度、平帶電勢）和半導體電極的光電轉換行為、金屬表面鈍化膜和電結晶過程以及其他一些電極表面過程等方面都較其他暫態技術優越。

　　

參考書目

　田昭武著：《電化學研究方法》，科學出版社，北京，1984。