CV/Randles-Sevcik

CV/Randles-Sevcik

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CV/Randles-Sevcik

本流程基于一组不同扫速的 CV 数据，自动提取曲线中的峰电流，并用 Randles-Sevcik 方程计算扩散系数 $D$ 。

输入数据

可以选择仪器导出的原始 CV 数据文件夹，也可以多选一组原始数据文件。

输入数据应包含多个不同扫速下的 CV 曲线。

Randles-Sevcik 计算依赖峰电流，因此输入数据应包含清晰的氧化峰或还原峰。若 CV 曲线接近纯电容矩形且没有明确峰，本流程会输出候选峰与状态信息，但不会用中点电流代替峰电流计算 $D$ 。

选择输入数据：选择包含不同扫速 CV 数据的文件夹，或多选一组数据文件。
设置参数：
- 电子转移数 $n$
- 电极面积 $A$ ，单位 cm²
- 浓度 $C$ ，单位 mol/L
- 温度 $T$ ，单位 K 修改完成后点击“应用参数并计算”，系统才会开始或刷新计算结果。
系统自动检测峰、按扫描方向和峰位跨扫速分组，并对每个有效峰组拟合 $i_p$ 与 $v^{1/2}$ 的线性关系。
输出拟合图、取样点预览图、结果表和中间数据。
如需 Origin 工程，点击“生成 Origin 工程”。Origin 导出较慢，默认不会在修改参数时自动运行。

可逆体系的 Randles-Sevcik 方程：

i_p = 0.4463 n F A C \sqrt{\frac{n F v D}{R T}}

其中：

用户输入的浓度单位为 mol/L，程序内部会换算为 mol/cm³。

将方程写成 $i_p = slope \cdot \sqrt{v} + intercept$ 后，有：

D = \left(\frac{|slope|}{0.4463 n F A C}\right)^2 \frac{R T}{n F}

拟合时保留截距，用于观察背景电流或基线偏移；但扩散系数由斜率计算。阳极峰电流按正值输出，阴极/负扫峰电流按负值输出；计算扩散系数时使用斜率绝对值。

本流程复用 CV/赝电容分析: 多峰分组 b 值动力学中已经验证过的多峰处理思路：

文件	内容
`randles_sevcik_plot.png`	$i_p$ 对 $v^{1/2}$ 的分组拟合图，X 轴显示为 `Scan Rate^{1/2} (V^{1/2} / s^{1/2})`，阳极/阴极峰组画在同一张图中，并在图例中标注斜率、 $D$ 、 $R^2$ 和参与扫速数量
`randles_sevcik_sample_points.png`	取样点预览图，在同一张 CV 叠加图上用 `x` 标出自动识别到的峰位置
`randles_sevcik_peaks.csv`	面向复核的精简取峰点表，使用 `gb18030` 编码，包含峰组、分支、文件名、扫速、峰位、带符号峰电流、原始电流、取点状态和来源
`randles_sevcik_summary.csv`	每个峰组的拟合摘要，包含 `slope_a_per_scan_rate_1_2` 斜率、截距、 $R^2$ 、 $D$ 、参数和状态
`randles_sevcik_fit_curves.csv`	拟合曲线数据
`randles_sevcik_analysis.opju`	Origin 工程，点击“生成 Origin 工程”且 Origin 可用时生成；包含 Randles-Sevcik 拟合图

randles_sevcik_plot.png 与 randles_sevcik_sample_points.png 会在流程界面中显示，并保存到输出文件夹。

本流程的首版结果适用于可逆或近似可逆体系的 Randles-Sevcik 分析。对于不可逆或准可逆体系，方程形式和需要输入的动力学参数不同，本流程不应直接替代相应模型。

Bard, A.J., and Faulkner, L.R. (2001). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed. (John Wiley & Sons).
Randles, J.E.B. (1948). A cathode ray polarograph. Part II. The current-voltage curves. Trans. Faraday Soc. 44, 327-338. DOI: 10.1039/TF9484400327.
Sevcik, A. (1948). Oscillographic polarography with periodical triangular voltage. Collect. Czechoslov. Chem. Commun. 13, 349-377. DOI: 10.1135/cccc19480349.
Nicholson, R.S., and Shain, I. (1964). Theory of stationary electrode polarography. Single scan and cyclic methods applied to reversible, irreversible, and kinetic systems. Anal. Chem. 36, 706-723. DOI: 10.1021/ac60210a007.