复杂电极化学反应系中慢流型上的间隙性电化学振荡

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众所周知,电化学反应系是一类富含非线性步骤的动力学体系,随着非线性科学理论和实验技术的进步,对于该类体系中的振荡现象和混沌动力学行为的研究日趋活跃,已形成电化学中的一个新兴的前沿科学领域。由于电化学反应系一般都存在足够的非线性动力学机制,容易调控离平衡的距离;且电化学测量易联机进行、方便、准确,便日趋成为化学振荡现象之理论及实验研究的重要领域。但是,由于影响电化学振荡的因素繁多且机制复杂,目前对电化学振荡的研究报道主要集中在实验现象的描述和测定,对于复杂电化学反应系的定量理论研究并不多。 电化学反应系中的态变量通常为中间物质浓度、温度、外控因素、电流、电势等等相互关联,其动力学行为具有多维性。鉴于数学上对三维以上高维动力学定量分析的困难,通常忽略了部分态变量而失真地简化了机制。若复杂的电化学反应系中态变量演化的时间标尺相差悬殊,可分层次研究,从而降低体系的动力学维,在这种情况下,即可合理地按降维后的准定态动力学处理,使对复杂电化学系之理论研究成为可能。 本文一般性阐述了线性化稳定性分析基本原理和慢流型准稳定性分析法,首次提出了把慢变量当作慢变含时参数进行准稳定性分析,以阐明体系的动力学行为的方法论。在此基础上我们研究了(1)在实验室热补偿恒温条件下,以温度为慢变量的铂电极B-Z反应系和恒电势铜电极溶解体系中之自组织行为;(2)在外控弱周期电极电势波动下,电势成为扰动慢变量的铂电极B-Z反应系之自组织行为。
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