本发明专利技术涉及一种液／液界面扫描电化学显微镜电流拟合曲线突跃消除方法，包括以下步骤：（１）建立液／液界面；（２）将扫描电化学显微镜探头伸入含有还原态物种的有机相，接近液／液界面，记录探头距界面的距离ｄ和探头电流值，并建立距离ｄ和探头电流值之间的关系曲线；（３）将距离ｄ标准化为Ｌ，并拟合标准化探头电流Ｉ↓［Ｔ］↑［ｋ］；（４）建立拟合后的标准化距离和标准化电流关系曲线；（５）对Ｌ＞２的信号进行离散小波变换提取其近似和细节组份；（６）用最小平均细节离散小波变换方法消除在Ｌ＞２时产生的拟合电流突跃。本发明专利技术通过离散小波变换方法发明专利技术了最小平均细节离散小波变换方法，解决了液／液界面标准电流理论拟合曲线在较大标准距离值时所产生的拟合电流突跃问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液/液界面扫描电化学显微镜的探头电流，尤其涉及一种液/液界面 扫描电化学显微镜电流拟合曲线突跃消除方法。
技术介绍
扫描电化学显微镜常用来研究复杂的液/液界面电子和离子转移动力学问题，它 的应用使得许多复杂的液/液界面电荷转移的电化学问题变得简单化。反馈模式是扫描电化学显微镜主要的定量操作模式，在这种模式中显微镜所采用 的探头是半径为a (通常为12.5纳米)的圆盘电极，其探头电流是直接由液/液界面的电 子转移引起的，因此探头电流可用来评价在水相(w)中的氧化态物种(0D和有机相(0)中 的还原态物种(R2)间的双分子氧化还原反应动力学外⑷+仏⑷(w)+02(O)其中礼 为水相中的还原态物种，02为有机相中的氧化态物种。在用扫描电化学显微镜进行电化学研究时，当探头接近液/液界面时可以观察到 较高的探头电流，产生电子转移的正反馈模式(参见图2)，而扫描电化学显微镜则记录了 探头从远离界面到接近界面时所产生的电流值和相应的距离值d(通常d是一系列等间隔 的数值，长度从1到655纳米，间隔1纳米。此处为模拟d值)，由此可得标准化的距离L = d/a。但在较大标准距离值时所产生的拟合电流的突跃问题目前还没有突跃消除方法的报 道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种有效消除液/液界面标准电流理论拟合 曲线在较大标准距离值时产生的拟合电流突跃问题的液/液界面扫描电化学显微镜电流 拟合曲线突跃消除方法。为解决上述问题，本专利技术所述的液/液界面扫描电化学显微镜电流拟合曲线突跃 消除方法，包括以下步骤(1)建立液/液界面，该界面上层为含有还原态物种的有机相，下层为水相；(2)将扫描电化学显微镜探头伸入有机相，接近液/液界面，记录探头距界面的距 离d和探头电流值，并建立距离d和探头电流值之间的关系曲线；(3)将距离d标准化为L，并利用下式拟合标准化探头电流// Iks = 0.78377/ +/{l + (l 1 + 7.3 x lrfd I D)l+/{l + (l 1 + 7.3 x lrfd I D)l}ICT = 0.68 + 0.78377 / L + 0.3315 exp(-l .0672 / L) IkT = lks (1(4)建立拟合后的标准化距离和标准化电流关系曲线。如图3所示为拟合后的标 准化距离和标准化电流关系曲线(a)整个标准化距离L范围；(b)标准化距离L<2. 0。从 图中可以看出，当0. 1<L<1. 5时，可以得到良好的拟合结果，但当L值较大时，拟合结果产生 了较大的突跃。(5)对L>2的信号进行离散小波变换提取其近似和细节组份如图4所示取离散 级数P = 3为例，截取L>2的信号按f = A2-p+D2-p+D2_p+1+. . . +D2—1进行离散小波变换，一级 离散小波变换的高通输出是该信号的细节组份D1 (215-1)，低通输出是该信号的A1 (215-1)近似 组份；依次进行二级、三级离散小波变换，得到该信号的细节组份D2(2P_2)、D3(2P_3)和近似 组份六2(21)-2)、六3(21)-3)。图5为p = 5时按步骤(5)的方式对图3中L>2. 0的信号进行离散小波变换后的 细节组份(a)和近似组份(b)。(6)用最小平均细节离散小波变换方法消除L>2时产生的拟合电流突跃。最小平均细节离散小波变换方法是指先将各级离散后的细节噪声组份归零，再平 均剩余细节组份，最终重构原始信号的方法(参见图6)。将步骤(5)中的5级离散后细节 系数中的噪声系数(即图5(a)中细节系数0附近产生的噪声系数)逐一归零，重新构造各 级信号，结果如图6(a) (e)所示。最后，将剩余的细节系数平均化后重构原始信号，即可 得至IJ最小平均细节离散小波变换(Lowest Average detail discrete wavelet transform, LADDWT)图谱，结果如图6(f)所示。从图中可以看到，原信号的电流突跃被成功去除。权利要求一种，包括以下步骤(1)建立液/液界面，该界面上层为含有还原态物种的有机相，下层为水相；(2)将扫描电化学显微镜探头伸入有机相，接近液/液界面，记录探头距界面的距离d和探头电流值，并建立距离d和探头电流值之间的关系曲线；(3)将距离d标准化为L，并利用下式拟合标准化探头电流 <mrow><msubsup> <mi>I</mi> <mi>S</mi> <mi>k</mi></msubsup><mo>=</mo><mn>0.78377</mn><mo>/</mo><mo></mo><mo>+</mo><mo></mo><mo>/</mo><mo>{</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>11</mn> <mo>+</mo> <mn>7.3</mn> <mo>×</mo> <mi>kfd</mi> <mo>/</mo> <mi>D</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mo></mo><mo>}</mo> </mrow> <mrow><msubsup> <mi>I</mi> <mi>T</mi> <mi>ins</mi></msubsup><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>/</mo><mo>{</mo><mn>0.15</mn><mo>+</mo><mn>1.5358</mn><mo>/</mo><mi>L</mi><mo>+</mo><mn>0.58</mn><mi>exp</mi><mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mn>1.14</mn> <mo>/<本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液／液界面扫描电化学显微镜电流拟合曲线突跃消除方法，包括以下步骤： （１）建立液／液界面，该界面上层为含有还原态物种的有机相，下层为水相； （２）将扫描电化学显微镜探头伸入有机相，接近液／液界面，记录探头距界面的距离ｄ和探头电流值，并建立距离ｄ和探头电流值之间的关系曲线； （３）将距离ｄ标准化为Ｌ，并利用下式拟合标准化探头电流Ｉ↓［Ｔ］↑［ｋ］： Ｉ↓［Ｓ］↑［ｋ］＝０．７８３７７／［Ｌ（１＋Ｄ／ｋｆｄ）］＋［０．６８＋０．３３１ｅｘｐ（－１．０６７２／Ｌ）］／｛１＋（１１＋７．３×ｋｆｄ／Ｄ）／［ｋｆｄ／Ｄ×（１１０－４０×Ｌ）］｝ Ｉ↓［Ｔ］↑［ｉｎｓ］＝１／｛０．１５＋１．５３５８／Ｌ＋０．５８ｅｘｐ（－１．１４／Ｌ）＋０．０９０８ｅｘｐ［（Ｌ－６．３）／（１．０１７／Ｌ）］｝ Ｉ↓［Ｔ］↑［ｃ］＝０．６８＋０．７８３７７／Ｌ＋０．３３１５ｅｘｐ（－１．０６７２／Ｌ） Ｉ↓［Ｔ］↑［ｋ］＝Ｉ↓［Ｓ］↑［ｋ］（１－Ｉ↓［Ｔ］↑［ｉｎｓ］／Ｉ↓［Ｔ］↑［ｃ］）＋Ｉ↓［Ｔ］↑［ｉｎｓ］ 其中：Ｉ↓［Ｔ］↑［ｋ］为拟合的标准化探头电流；Ｉ↓［ｓ］↑［ｋ］为动力学控制扩散电流；Ｉ↓［Ｔ］↑［ｉｎｓ］为基底是绝缘状态时的探头电流；Ｉ↓［Ｔ］↑［ｃ］为氧化还原中价体再生时的标准化扩散控制探头电流；Ｌ为标准化距离；Ｄ为扩散系数；ｋｆ为电子转移速率常数；ｄ为探头到液／液界面的距离； （４）建立拟合后的标准化距离和标准化电流关系曲线； （５）对Ｌ＞２的信号进行离散小波变换提取其近似和细节组份； （６）用最小平均细节离散小波变换方法消除在Ｌ＞２时产生的拟合电流突跃。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢小泉，陈晶，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]
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