单次测量往往只能揭示部分真相。伏安图虽然能显示电极上的反应情况，却无法反映溶液中分子在此过程中发生的变化。光谱电化学通过同时利用光和电流观察同一反应，弥合了这一差距。
光谱电化学恒电位仪正是为此而设计的：它在驱动氧化还原反应的同时，由光谱仪记录光信号。本页面将说明此类实验装置所需的配置，以及哪些 PalmSens 仪器和电极池能使其正常运行。
什么是光谱电化学？
光谱电化学是一种复合技术，它将电化学方法（如循环伏安法或时程安培法）与光谱方法（如紫外-可见吸收法）相结合，以同时观测同一体系。
电位计在工作电极上驱动氧化还原反应，同时光谱仪记录样品对光的吸收或透射情况。一种仪器报告电流和电荷；另一种仪器则报告存在哪些物质及其含量。由于这两个信号是同步记录的，因此可以在氧化或还原产生的短寿命产物衰变之前，通过其光谱对其进行识别。
电化学告诉你反应发生了，光谱学则告诉你反应过程中形成了什么。
为何将电化学与光谱学相结合
这两种技术所提供的信息各不相同，但互为补充。电化学对电子转移和反应速率较为敏感；光谱学则能识别分子并监测其浓度。
若分别测量，数据之间会存在间隙；若同时测量，则可将氧化还原峰与特定的有色物质对应起来，实时追踪中间体的积累过程，并在单次实验中研究反应的动力学和可逆性。
正因如此，光谱电化学被广泛应用于电催化、传感器开发、电池与材料研究，以及电致变色和氧化还原活性化合物的研究领域。
进行光谱电化学实验时，电位计需要具备哪些条件
在光谱电化学测量中，电化学部分通常采用循环伏安法或时程安培法。该仪器与众不同之处在于其与光谱仪的通信性能，以及能够分辨的电流分辨率之高。
其关键特性在于辅助端口。电位计上的数字输出可触发分光光度计，从而使光和电流的记录同步开始；而模拟输入则可读取分光光度计的信号，因此所选波长的透光率会与伏安曲线同时显示在同一窗口中。
灵敏度至关重要，因为光学薄电池的样品容量很小，产生的电流也微弱。广泛的低电流量程范围使这些电流保持在可测量范围内且噪声较低，同时对恒电压法（CV）、时程安培法和多步安培法的支持，涵盖了光谱电化学中采用的各种方法。
哪种恒电位仪适用于光谱电化学
上述仪器卡片涵盖了各种选择；具体选择哪一款，取决于您的样品以及您的工作方式。
对于大多数紫外-可见光谱电化学应用而言，PalmSens4 是理所当然的首选——便携、电池供电，且正是应用说明中使用的仪器。
当实验装置需要采用无线连接或集成到紧凑型一体化设备中时，EmStat4X 是更理想的选择。
当电流非常微弱，或者您需要最低的噪声和最高的灵敏度时，Nexus 便是您的不二之选。
光谱电化学实验装置
光谱电化学测量是在常规三电极电池中增加一条光路。在 PalmSens 的实验装置中，电池采用ItalSens K300比色池，内含铂网工作电极、铂丝对电极和参比电极，因此光可以在反应进行时穿过溶液。
电池周围配备了一台紫外-可见分光光度计、一个光源、两根光纤和一个比色皿支架，恒电位仪通过单根电缆与分光光度计相连。 PalmSens 与Avantes在光学部件方面展开合作，因此该套件以配套组合的形式发货。
电位仪在PSTrace软件中运行，而光谱仪则在其自有软件中运行。通过暗场测量和参比测量设定基线；在此基础上，数字触发器确保两组记录保持同步。
从单波长到完整的3D光谱
三种测量模式可满足大多数需求。最简单的模式是在循环伏安法扫描过程中记录单一波长的透光率，因此吸光度的上升或下降与氧化还原峰相吻合。
第二段视频记录了在恒电流法实验过程中以一定间隔采集的完整光谱，因此您可以观察到某种物质随时间推移逐渐积累的过程。第三段视频将循环伏安扫描与完整光谱结合，生成了一幅以波长、吸光度和时间或电位为坐标的三维图。
一个经典的示例是甲基维奥洛根。其无色形态在还原后会变成蓝色自由基，并在约600 nm处吸收光，因此光谱仪观测到的颜色变化可直接映射到电位计测得的电流上。
从光谱电化学套件开始
最快捷的入门方式是选购光谱电化学套件，该套件将 PalmSens 恒电位仪与电池、连接线以及配套的Avantes光谱仪、光源和光纤组合在一起。
请通过电子邮件或电话索取报价，或与我们沟通，了解哪种仪器最适合您的样品和实验方法。
常见问题
什么是光谱电化学？
这是一种综合技术（或称联用技术），可在同一样品上同时进行电化学方法和光谱学方法的测定，从而既能通过氧化还原反应产生的电流，又能通过其生成物吸收的光来追踪该反应。
什么是光谱电化学池？
一种可在进行三电极测量时让光线穿透样品的电池。它通常在比色池内采用可透光的工作电极（如铂网或透明电极），以便光谱仪能够读取溶液中的信息。
哪种电位仪最适合光谱电化学？
PalmSens4 适用于大多数紫外-可见光谱电化学实验，也是本应用说明中使用的仪器。EmStat4X 适用于无线、紧凑型实验装置，而当电流非常微弱或需要最高灵敏度时，Nexus 是理想的选择。
电位仪和光谱仪是如何同步的？
通过电位计的辅助端口实现。测量开始时，数字输出信号会触发光谱仪，而光谱仪的模拟输出信号可被电位计读取，因此两组结果均显示在一个窗口中。
可以进行哪些实验？
电化学测量通常采用循环伏安法或时程安培法。您可以在循环伏安扫描过程中记录单一波长的透射率，在时程安培法过程中以间隔记录全光谱，或者将两者结合，生成波长、吸光度和时间或电位的三维图。
除了紫外-可见光谱外，还能测量其他参数吗？
紫外-可见吸收光谱是最常见的组合方式，但电化学与光谱学同步测定的原理同样适用于其他光学方法。 PalmSens 系统正是围绕紫外-可见光谱构建的。