如何用免费的 MolDraw CV 查看器读懂循环伏安图
简短回答：打开循环伏安查看器，点击打开 CV 文件，或把 CSV、CH Instruments、BioLogic、Gamry 或 Autolab 的导出文件拖到页面上。选择一个循环，读取 Epa、Epc、E½、ΔEp 和 ipa/ipc，并附有关于其含义的简短说明。同一页面还能换算参比电极、由起始电位估算 HOMO 和 LUMO，以及进行 Randles–Ševčík 扫速分析。你的文件始终保留在你的设备上。
在这里试用 CV 查看器
在实时查看器中点击二茂铁（可逆），加载一个完整示例。
为什么使用浏览器 CV 查看器？
电化学工作站软件通常只装在实验室的一台电脑上，并且只能读取一家厂商的文件，所以合作者往往打不开你的数据。从图上手动读峰既慢又容易出错。MolDraw 查看器能读取常见的导出格式，将它们叠加显示，并每次都用相同的方法测量标准数值。
循环伏安法简介
工作电极电位线性扫描到换向点再返回，同时记录电流。阳极峰（Epa，电流 ipa）来自氧化，阴极峰（Epc，电流 ipc）来自还原。
对于电化学可逆的电对，E½ = (Epa + Epc)/2 接近式电位。25 °C 时峰电位差 ΔEp 约为 59/n mV（n 为电子数），且不随扫速变化。ipa/ipc 接近 1 说明两种形态在扫描过程中都稳定。ΔEp 变宽说明电子转移较慢或存在未补偿电阻。没有回扫峰则说明产物发生了后续反应。
电位只有相对于参比电极才有意义。水溶液体系常用 SCE 或 Ag/AgCl。在有机溶剂中，IUPAC 建议报告相对于同一电解池中测得的二茂铁/二茂铁鎓电对（Fc/Fc+）的电位。
对于有机半导体，相对 Fc/Fc+ 的氧化和还原起始电位可粗略给出前线轨道能级：E(HOMO) ≈ −(Eox, onset + 4.8) eV，LUMO 用还原起始电位同样计算。4.8 eV 是一种约定，而不是常数。
Randles–Ševčík 方程把峰电流与扫速联系起来。对于 25 °C 下溶解物种的可逆波，ip = 2.69 × 10⁵ n3/2 A D1/2 C v1/2。因此 ip 随 √v 增大。对于固定在电极上的物种，ip 则随 v 增大。
查看器能打开的文件
| CSV 或 TXT | 电位列和电流列，可选时间列和循环列。电流单位（A、mA、µA、nA）从表头读取。 |
|---|---|
| 仪器导出文件 | CH Instruments 文本导出、BioLogic EC-Lab .txt 导出、Gamry .DTA 文件和 Autolab NOVA ASCII 导出。 |
| 扫速 | 从表头或时间列读取，或在文件名旁边以 mV/s 为单位输入。 |
| 循环 | 从循环列获取，或根据扫描的换向点识别。 |
如何分步分析一条 CV
- 点击打开 CV 文件，或把文件拖到框中。想先熟悉一下，可以点击准可逆或不可逆氧化等示例。
- 在参比与单位下，把数据参比设为你测量时使用的电极，把显示参比设为你要报告的电极。如果在同一电解池中测过二茂铁，在二茂铁 E½（相对数据参比，V）中输入其 E½。
- 在峰菜单中选择一个循环。阅读表格及其下方的“含义”说明。
- 要获得能级，展开由起始电位计算 HOMO / LUMO。勾选使用氧化起始电位、使用还原起始电位或两者都勾选，再勾选标记起始电位以在图中显示它们。
- 对于扫速系列，一次选择多个文件，或勾选添加到图中而不是替换。核对每个扫速，展开扫速分析（Randles-Sevcik），并输入电子数 n和浓度（mM）。
- 用导出 PNG、导出 CSV或ip 图 PNG保存结果。
查看器的功能
- 叠加显示：每个文件有各自的颜色。可以显示、隐藏或移除文件，并选择要绘制哪些循环。
- 通俗结论：说明中把 ΔEp 不超过 75 mV 判为可逆，不超过 200 mV 判为准可逆。相距超过 0.8 V 的峰被视为不同的过程，因此不给出 E½ 和 ΔEp。
- 参比与符号：可在 SCE、两种 Ag/AgCl 电极、SHE、NHE、Hg/HgO 和 Fc/Fc+ 之间换算。氧化电流朝上绘制（IUPAC 惯例）；勾选美国惯例可将其翻转。
- 扫速分析：ipa 对 √v 作图并给出拟合直线和 R²、log ip 对 log v 的斜率、扩散控制或表面控制的结论；设定 n、面积和浓度后还会给出扩散系数 D。
- 电流密度：设置电极面积（cm²）并勾选电流密度，即可绘制 j 而不是 I。
在课堂和实验室中的用法
- 讲授可逆性：依次加载二茂铁（可逆）、准可逆和不可逆氧化，比较 ΔEp、ipa/ipc 和回扫峰。
- 报告新化合物：输入你的二茂铁 E½，并给出相对 Fc/Fc+ 的 E½，其他课题组可以直接比较。
- 有机电子学：由薄膜 CV 估算 HOMO、LUMO 和电化学带隙，再与紫外-可见光谱查看器得到的光学带隙比较。
- 机理检验：做一组扫速系列，区分扩散物种与吸附在电极上的物种。
技巧与局限
- 文件中很少记录参比电极，所以每次都要检查数据参比。
- 换算使用相对 SHE 的固定水溶液数值。在有机溶剂中，使用二茂铁内标更可靠。
- 扫速分析使用每个文件的第一个循环。D 的计算假定 25 °C 下可逆、扩散控制的波。
- HOMO 和 LUMO 数值是估算值。只比较用相同 Fc/Fc+ 能级和相同方法（起始电位或 E½）得到的数值。
- 如果波相互重叠，请检查 Epa 和 Epc 标记是否落在你所指的峰上。
工具页面列出了所有免费的 MolDraw 数据查看器。
常见问题
对于本应可逆的电对，为什么我的 ΔEp 大于 59 mV？
未补偿电阻和缓慢的电子转移都会使 ΔEp 变宽。在同一电解池中测一下二茂铁。如果它的 ΔEp 也很大，原因就在电解池。
如果我是相对 Ag/AgCl 测量的，可以报告相对 Fc/Fc+ 的电位吗？
可以。把“数据参比”设为你的 Ag/AgCl 电极，输入在同一电解池中测得的二茂铁 E½，再把“显示参比”设为 Fc/Fc+。如果不输入，查看器会假定二茂铁为 +0.40 V vs SCE（乙腈中），这只是近似值。
扫速分析需要几个文件？
至少三条不同扫速下的 CV。如果文件中没有给出扫速，请在文件名旁边以 mV/s 为单位输入。
查看器能处理包含多个循环的文件吗？
能。在“峰”菜单中选择要分析的循环，并勾选要在图中显示的循环。