光譜電化學 (SEC, Spectroelectrochemistry) 主要用于電化學反應機理以及電解質溶液與電極之間的界面結構的研究。
    隨著這一領域及其相關技術的顯著進步，使得光譜電化學 (SEC) 在廣泛的領域中得到應用。通過使用這種電化學特性表征可能的體系，使得只用伏安法很難從理論上闡明的可逆或準可逆體系的吸光度和電勢之間的關系得到了充分的解決。典型的例子是氧化還原酶細胞色素 c 和亞甲藍。

ALS光譜電化學池SEC-C(比色皿型)的特點：

0.5 mm 和 1.0 mm 光路長度石英薄層光譜電化學池的比較

    0.5 mm 與 1.0 mm 光路長度電化學池相比，在理論上電解時間應為其一半。另一方面，若想使用 1.0 mm 池來得到與 0.5 mm 池同樣的電解結果的話，在理論上所用樣品的濃度需要減半 (1/2)。根據研究目的，可以選擇適當的光路長度池及與其匹配的工作電極。

達到電解平衡時間的比較

    在使用0.5 mm 與 1.0 mm 光路長度光譜電化學池進行對比實驗時，有時由于實驗條件等因素的影響，實驗值和理論值之間可能產生差異。
    2 mM 的亞鐵氰化鉀 (K4[Fe(CN)6]) 樣品的1 M KNO3 溶液，在 0.6 V電勢下進行電解，直到達到平衡。分光測量的參比溶液為1 M KNO3 溶液。通過比較 420 nm 和 300 nm 波長處吸光度相對于時間的曲線變化特征，來監測氧化反應過程。

圖 1-1 0.5 mm 光路長度石英池電解的吸光度相對于時間的變化曲線

圖 1-2 1.0 mm 光路長度石英池電解的吸光度相對于時間的變化曲線

光路長度1.0 mm 的薄層光譜電化學池

    光路長度 1.0 mm 最適合用于進行基本的光譜電化學測量。從理論上說，當試樣的濃度減半時，其可得到與 0.5 mm 光路長度相同的測量結果。

光路長度 0.5 mm 的薄層光譜電化學池

 

 

    光路長度 0.5 mm 的電化學池的電解時間比 1.0 mm 的電化學池更短。對于高揮發性有機溶劑中的測量，不穩定電解產物的測量等較為有效。因達到電解平衡的時間短，可以得到穩定的測量結果。

∗光路長度 0.5 mm的光譜電化學池應使用與其匹配的專用工作電極。在0.5 mm光路長度石英池中不能使用光路長度 1.0 mm池專用的工作電極。

使用比色皿型光譜電化學池的測定例

    電極上反應物質的紫外 - 可見吸收光譜可以通過使用光透電極 (optically transparent electrode，OTE) 來測定。金或鉑金絲網狀電極可作為 OTE 電極使用。以下為在 SEC-C 石英玻璃薄層光譜電化學池中測得的各個不同電極電勢下電解 2 mM 鐵氰化鉀溶液的達到電解平衡時溶液的吸收光譜的比較 (圖 2-2)。

圖 2-1   2 mM 鐵氰化鉀的循環伏安圖

圖 2-2 各個不同電極電勢下電解 2 mM 鐵氰化鉀
達到電解平衡時溶液的吸收光譜的比較

    在恒電位電解過程中，可以跟蹤記錄吸收光譜的變化。亞鐵氰化鉀溶液的氧化 (圖 3-1) 和鐵氰化鉀溶液的還原 (圖 3-2) 過程的吸收光譜變化，如下所示。

圖3-1亞鐵氰化鉀的電化學氧化過程中吸收光譜變化

圖3-2鐵氰化鉀的電化學還原過程中吸收光譜變化。

光譜電化學流動池

SEC-3F 光譜電化學流動池