一种基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法
阅读说明：本技术 一种基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法 (Method for determining cathode reaction rate control step based on magnetic field effect ) 是由 吕战鹏 董海英 许鑫和 崔同明 马佳荣 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法,属于磁电化学技术领域。该方法包括：电极体系准备,工作电极在腐蚀性溶液中浸泡,自腐蚀电位测定,无磁场时测定工作电极的极化电流密度i-(0T),然后施加磁场强度为0.05-1.2T的磁场,测定磁场条件下在相同极化电位下的电流密度i-(Mag)；计算磁致电流密度Δi：Δi为相同电位下i-(Mag)和i-(0T)的差值；由磁致电流密度Δi与电位关系判断阴极反应速率控制步骤。上述实施例在电化学体系中引入磁场,通过观察Δi判断阴极反应的速率控制步骤,是一种简单、精确、对体系状态要求低的检测电化学过程中阴极反应速率控制步骤的方法。(The invention discloses a method for determining a cathode reaction rate control step based on a magnetic field effect, and belongs to the technical field of magnetoelectricity. The method comprises the following steps: preparing electrode system, immersing working electrode in corrosive solution, measuring self-corrosion potential, and measuring the polarized current density i of working electrode without magnetic field 0T Then applying a magnetic field with the magnetic field intensity of 0.05-1.2T, and measuring the current density i under the same polarization potential under the condition of the magnetic field Mag (ii) a Calculating the magneto-induced current density Δ i: Δ i is i at the same potential Mag And i 0T A difference of (d); and judging the cathode reaction rate according to the relationship between the magneto-induced current density delta i and the potential. The embodiment introduces the magnetic field into the electrochemical system, judges the cathode reaction rate control step by observing the delta i, and is a simple and accurate method for detecting the cathode reaction rate control step in the electrochemical process with low requirement on the system state.)
技术领域
本发明属于磁电化学技术领域，具体涉及一种基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法。
背景技术
任何一个电极反应都包含一系列互相连续的步骤，其中阻力最大，决定整个电极反应过程速度的最慢的步骤称为电极反应过程的速度控制步骤，整个电极反应所表现出的动力学特征与这个最慢步骤的动力学特征相同。因此，准确的判定电极反应的速率控制步骤可以有效地改善整个化学反应的速度，从而达致更高的产率。目前判断电极反应速率控制步骤的方法主要有电化学阻抗谱测试，动电位极化测试等。电化学阻抗谱是一种稳态测试，需要体系达到相对稳定的状态，EIS对于处在非稳态状态下的体系较难测量，EIS测量对体系状态要求较高；动电位极化曲线是一种累计的结果，随着极化电位的增大，影响电极反应的因素增大，从动电位极化曲线得到的扩散控制区的电位区间也需要进一步精确。在此背景下，开发一种简单，精确，对体系状态要求低的检测电化学过程中阴极反应速率控制步骤的方法十分必要。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法，在电化学测试过程中，磁场对由电子转移控制的电极反应无明显影响而对物质传输步骤控制的电极反应具有显著影响，本发明通过在电化学体系中施加磁场判断阴极反应的速率控制，从而实现简单、精确、对体系状态要求低的检测电化学过程中阴极反应速率控制。
为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一、电极体系准备:
工作电极、参比电极和对电极构成三电极体系，并与电化学工作站接通，组成电极体系；
步骤二、自腐蚀电位测量：
将电极体系的工作电极在腐蚀性溶液中浸泡，溶液中阴极去极化剂为带电荷型物质，待自腐蚀电位达到稳定状态，并记录其数值；
步骤三、极化电流密度测定：
在无磁场时，工作电极在某电位下极化，待极化电流密度稳定后记录其数值i0T；在施加磁场时，外加磁场强度为0.05-1.2T，观察并记录磁场条件下在相同电位下的极化电流密度iMag；
步骤四、磁致电流密度计算：
在同一极化电位下，施加磁场和无磁场条件下的极化电流密度的差值即为磁致电流密度Δi，Δi＝iMag-iaT；
步骤五、判断速率控制步骤：
①在磁致电流密度与电位关系曲线上存在一段电位区间，比较此电位区间中任意两电位下的磁致电流密度Δi，若变化率小于等于6％，此电位范围阴极反应速率由物质传输步骤控制；
②在某电位下Δi数值在±0.02mA/cm2范围，且此电位Δi不位于①中所述的电位区间，则此电位下阴极反应速率控制步骤为电子转移；
③在其余Δi数值范围，则阴极反应速率由电子转移与物质传输步骤共同控制。
优选地，基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法所有过程的实验温度为同一温度。
进一步优选地，所有过程的温度为室温25±1℃。
优选地，基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法的任一电位下的极化电流密度重复测定3次以上。
作为一种优选地技术方案，在所述步骤三～步骤五中，外加磁场强度为0.05T-0.4T。
作为另一种优选地技术方案，在所述步骤三～步骤五中，外加磁场强度为0.4-0.8T。
作为还有一种优选地技术方案，在所述步骤三～步骤五中，外加磁场强度为0.8T-1.2T。
优选地，在所述步骤一中，工作电极为纯Fe电极，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂片电极。
优选地，在所述步骤二中，工作电极在腐蚀性溶液中浸泡，溶液中阴极去极化剂为带电荷型物质，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值时，采用腐蚀性溶液为浓度为0.05～0.1mol/L的Fe2(SO4)3，浸泡时间为1.0～1.5h，自腐蚀电位为-505～-470mV。
优选地，在所述步骤三中，无磁场条件下，工作电极在某电位下恒电位极化，待电流密度稳定后记录其数值i0T，施加磁场，观察并记录磁场条件下在相同极化电位下的极化电流密度iMag；极化时间为无磁场条件下极化200s，磁场条件下极化200s；磁场强度为0.4T。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明通过在电化学体系中施加磁场，能精确判断阴极反应的速率控制步骤，针对特定的速率控制步骤进行调控，以达到有效地实现加速或者减缓电化学反应的目的；
2.本发明测量可重复性好，测量过程易于控制；
3.本发明方法简单易行，成本低，适合推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例一Fe在0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中的恒电位极化结果图，磁场强度为0.4T。
图2为本发明实施例一Fe在0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中的极化曲线和磁致电流密度结果图,磁场强度为0.4T。
图3为本发明实施例二Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中的恒电位极化结果图,磁场强度为0.4T。
图4为本发明实施例二Fe在0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液中的极化曲线和磁致电流密度结果图,磁场强度为0.4T。
图5为本发明实施例三Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中的恒电位极化结果图,磁场强度为0.05T。
图6为本发明实施例三Fe在0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液中的极化曲线和磁致电流密度结果图,磁场强度为0.05T。
图7为本发明实施例四Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中的恒电位极化结果图,磁场强度为0.8T。
图8为本发明实施例四Fe在0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液中的极化曲线和磁致电流密度结果图,磁场强度为0.8T。
图9为本发明实施例五Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中的恒电位极化结果图,磁场强度为1.2T。
图10为本发明实施例五Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中的极化曲线和磁致电流密度结果图,磁场强度为1.2T。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者采用等同替换或等效变化的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，一种基于磁场效应确定阴极反应速率控制步骤的方法，实验温度为25±1℃；本实施例方法包括如下步骤：
步骤一：电极体系准备
工作电极、参比电极和辅助电极构成三电极体系，并与电化学工作站接通；工作电极为纯Fe，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂片；
步骤二：自腐蚀电位测量
工作电极在腐蚀性溶液中浸泡，溶液中阴极去极化剂为带电荷型物质，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值；溶液为0.05mol/LFe2(SO4)3，浸泡时间为1.5h，自腐蚀电位为-500±5mV；
步骤三：极化电流密度测定
无磁场条件下，工作电极在某电位下恒电位极化，待电流密度稳定后记录其数值i0T，施加磁场，观察并记录磁场条件下在相同极化电位下的极化电流密度iMag；极化时间为无磁场条件下极化200s，磁场条件下极化200s；磁场强度为0.4T；具体极化电位为0mVOCP，-25mVOCP，-50mVOCP，-75mVOCP，-100mVOCP，-125mVOCP，150mVOCP，-175mVOCP，-200mVOCP。Fe在0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的恒电位极化结果如图1所示；
步骤四：磁致电流密度计算
同一极化电位下，无磁场和施加磁场条件下的极化电流密度的差值即为磁致电流密度Δi，Δi＝iMag-i0T。Fe在0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度结果如图2和表1所示；
表1中的0T和0.4T条件下，Fe在0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度：
表1.实施例一Fe在0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度结果
步骤五：判断速率控制步骤
①在磁致电流密度与电位关系曲线上存在一段电位区间，比较此电位区间中任意两电位下的磁致电流密度Δi，若变化率小于等于6％，此电位范围阴极反应速率由物质传输步骤控制；
②某电位下Δi数值在±0.02mA/cm2范围且此电位不位于①中所述的电位区间，此电位下阴极反应速率控制步骤为电子转移；
③其它Δi数值范围，阴极反应速率由电子转移与物质传输步骤共同控制。
本实施例Fe在0.05mol/LFe2(SO4)3溶液中在-100mVOCP～-150mVOCP电位区间磁致电流密度Δi的变化率小于6％，阴极反应速率控制步骤由物质传输步骤控制，其余电位下，如0mVOCP～-50mVOCP或-175mVOCP～-250mVOCP，Δi在此电位区间的变化率大于6％且在此电位区间的任一电位下的Δi数值大于0.02mA/cm2，所以阴极反应由电子转移和物质传输步骤共同控制。本实施例通过在电化学体系中施加磁场，能精确判断阴极反应的速率控制步骤，针对特定的速率控制步骤进行调控，以达到有效地实现加速或者减缓电化学反应的目的。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种基于磁场效应确定阴极反应速率控制步骤的方法所述方法，实验温度为25±1℃；本实施例方法包括如下步骤：
步骤一：电极体系准备
工作电极、参比电极和辅助电极构成三电极体系，并与电化学工作站接通；工作电极为纯Fe，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂片；
步骤二：自腐蚀电位测量
工作电极在腐蚀性溶液中浸泡，溶液中阴极去极化剂为带电荷型物质，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值；溶液为0.1mol/LFe2(SO4)3，浸泡时间1h，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值，自腐蚀电位为-475±5mV；
步骤三：极化电流密度测定
无磁场时，工作电极在某电位下恒电位极化，待电流密度稳定后记录其数值i0T，施加磁场，观察并记录磁场条件下在相同极化电位下的极化电流密度iMag；极化时间为无磁场条件下极化200s，磁场条件下极化200s；磁场强度为0.4T；具体极化电位为0mVOCP，-50mVOCP，-60mVOCP，-65mVOCP，-70mVOCP，-75mVOCP，80mVOCP，-85mVOCP，-90mVOCP，-100mVOCP，-110mVOCP，-125mVOCP，-135mVOCP，-150mVOCP；Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的恒电位极化结果如图3所示；
步骤四：磁致电流密度计算
同一极化电位下，无磁场和施加磁场条件下的极化电流密度的差值即为磁致电流密度Δi，Δi＝iMag-i0T。Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中极化曲线及不同电位下恒电位极化时的磁致电流密度结果如图4和表2所示；
表2中的0T和0.4T条件下，Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度：
表2.实施例二Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度结果
步骤五：判断速率控制步骤
①在磁致电流密度与电位关系曲线上存在一段电位区间，比较此电位区间中任意两电位下的磁致电流密度Δi，若变化率小于等于6％，此电位范围阴极反应速率由物质传输步骤控制；
②某电位下Δi数值在±0.02mA/cm2范围且此电位不位于①中所述的电位区间，此电位下阴极反应速率控制步骤为电子转移；
③其它Δi数值范围，阴极反应速率由电子转移与物质传输步骤共同控制。
本实施例Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中在-60mVOCP～-100mVOCP电位区间磁致电流密度Δi的变化率小于6％，阴极反应速率控制步骤由物质传输步骤控制，其余电位下，例如0mVOCP～-50mVOCP或-110mVOCP～-150mVOCP，Δi在此电位区间的变化率大于6％并且在此电位区间的任一电位下的Δi数值大于0.02mA/cm2，所以阴极反应由电子转移和物质传输步骤共同控制。本实施例通过在电化学体系中施加磁场，能精确判断阴极反应的速率控制步骤，针对特定的速率控制步骤进行调控，以达到有效地实现加速或者减缓电化学反应的目的。
实施例三
本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种基于磁场效应确定阴极反应速率控制步骤的方法所述方法，实验温度为25±1℃；本实施例方法包括如下步骤：
步骤一：电极体系准备
工作电极、参比电极和辅助电极构成三电极体系，并与电化学工作站接通；工作电极为纯Fe，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂片；
步骤二：自腐蚀电位测量
工作电极在腐蚀性溶液中浸泡，溶液中阴极去极化剂为带电荷型物质，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值；溶液为0.1mol/LFe2(SO4)3，浸泡时间1h，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值，自腐蚀电位为-475±5mV；
步骤三：极化电流密度测定
无磁场时，工作电极在某电位下恒电位极化，待电流密度稳定后记录其数值i0T，施加磁场，观察并记录磁场条件下在相同极化电位下的极化电流密度iMag；极化时间为无磁场条件下极化200s，磁场条件下极化200s；磁场强度为0.05T；具体极化电位为0mVOCP，-30mVOCP，-50mVOCP，-60mVOCP，-70mVOCP，-80mVOCP，90mVOCP，-100mVOCP，-110mVOCP，-120mVOCP，；Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的恒电位极化结果如图5所示；
步骤四：磁致电流密度计算
同一极化电位下，无磁场和施加磁场条件下的极化电流密度的差值即为磁致电流密度Δi，Δi＝iMag-i0T；Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中极化曲线及不同电位下恒电位极化时的磁致电流密度结果如图6和表3所示；
表3中的0T和0.05T条件下，Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度：
表3.实施例三Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度结果
步骤五：判断速率控制步骤
①在磁致电流密度与电位关系曲线上存在一段电位区间，比较此电位区间中任意两电位下的磁致电流密度Δi，若变化率小于等于6％，此电位范围阴极反应速率由物质传输步骤控制；
②某电位下Δi数值在±0.02mA/cm2范围且此电位不位于①中所述的电位区间，此电位下阴极反应速率控制步骤为电子转移；
③其它Δi数值范围，阴极反应速率由电子转移与物质传输步骤共同控制。
本实施例Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中在-60mVOCP～-100mVOCP电位区间磁致电流密度Δi的变化率小于6％，阴极反应速率控制步骤由物质传输步骤控制，其余电位下，0mVOCP～-50mVOCP或-110mVOCP～-120mVOCP，Δi在此电位区间的变化率大于6％并且在此电位区间的任一电位下的Δi数值大于0.02mA/cm2，所以阴极反应由电子转移和物质传输步骤共同控制。本实施例通过在电化学体系中施加磁场，能精确判断阴极反应的速率控制步骤，针对特定的速率控制步骤进行调控，以达到有效地实现加速或者减缓电化学反应的目的。
实施例四
本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种基于磁场效应确定阴极反应速率控制步骤的方法所述方法，实验温度为25±1℃；本实施例方法包括如下步骤：
步骤一：电极体系准备
工作电极、参比电极和辅助电极构成三电极体系，并与电化学工作站接通；工作电极为纯Fe，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂片；
步骤二：自腐蚀电位测量
工作电极在腐蚀性溶液中浸泡，溶液中阴极去极化剂为带电荷型物质，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值；溶液为0.1mol/LFe2(SO4)3，浸泡时间1h，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值，自腐蚀电位为-475±5mV；
步骤三：极化电流密度测定
无磁场时，工作电极在某电位下恒电位极化，待电流密度稳定后记录其数值i0T，施加磁场，观察并记录磁场条件下在相同极化电位下的极化电流密度iMag；极化时间为无磁场条件下极化200s，磁场条件下极化200s；磁场强度为0.8T；具体极化电位为0mVOCP，-30mVOCP，-50mVOCP，-60mVOCP，-70mVOCP，-80mVOCP，90mVOCP，-100mVOCP，-110mVOCP，-120mVOCP，-130mVOCP；Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的恒电位极化结果如图7所示；
步骤四：磁致电流密度计算
同一极化电位下，无磁场和施加磁场条件下的极化电流密度的差值即为磁致电流密度Δi，Δi＝iMag-i0T；Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中极化曲线及不同电位下恒电位极化时的磁致电流密度结果如图8和表4所示；
表4中的0T和0.8T条件下，Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度：
表4.实施例四Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度结果
步骤五：判断速率控制步骤
①在磁致电流密度与电位关系曲线上存在一段电位区间，比较此电位区间中任意两电位下的磁致电流密度Δi，若变化率小于等于6％，此电位范围阴极反应速率由物质传输步骤控制；
②某电位下Δi数值在±0.02mA/cm2范围且此电位不位于①中所述的电位区间，此电位下阴极反应速率控制步骤为电子转移；
③其它Δi数值范围，阴极反应速率由电子转移与物质传输步骤共同控制。
本实施例Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中在-60mVOCP～-100mVOCP电位区间磁致电流密度Δi的变化率小于6％，阴极反应速率控制步骤由物质传输步骤控制，其余电位下，0mVOCP～-50mVOCP或-110mVOCP～-130mVOCP，Δi在此电位区间的变化率大于6％并且在此电位区间的任一电位下的Δi数值大于0.02mA/cm2，所以阴极反应由电子转移和物质传输步骤共同控制。本实施例通过在电化学体系中施加磁场，能精确判断阴极反应的速率控制步骤，针对特定的速率控制步骤进行调控，以达到有效地实现加速或者减缓电化学反应的目的。
实施例五
本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种基于磁场效应确定阴极反应速率控制步骤的方法所述方法，实验温度为25±1℃；本实施例方法包括如下步骤：
步骤一：电极体系准备
工作电极、参比电极和辅助电极构成三电极体系，并与电化学工作站接通；工作电极为纯Fe，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂片；
步骤二：自腐蚀电位测量
工作电极在腐蚀性溶液中浸泡，溶液中阴极去极化剂为带电荷型物质，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值；溶液为0.1mol/LFe2(SO4)3，浸泡时间1h，待自腐蚀电位达到稳定状态记录其数值，自腐蚀电位为-475±5mV；
步骤三：极化电流密度测定
无磁场时，工作电极在某电位下恒电位极化，待电流密度稳定后记录其数值i0T，施加磁场，观察并记录磁场条件下在相同极化电位下的极化电流密度iMag；极化时间为无磁场条件下极化200s，磁场条件下极化200s；磁场强度为1.2T；具体极化电位为0mVOCP，-30mVOCP，-50mVOCP，-60mVOCP，-70mVOCP，-80mVOCP，90mVOCP，-100mVOCP，-110mVOCP，-120mVOCP，-130mVOCP；Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的恒电位极化结果如图9所示；
步骤四：磁致电流密度计算
同一极化电位下，无磁场和施加磁场条件下的极化电流密度的差值即为磁致电流密度Δi，Δi＝iMag-i0T；Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中极化曲线及不同电位下恒电位极化时的磁致电流密度结果如图10和表5所示；
表5中的0T和1.2T条件下，Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度：
表5.实施例五Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中不同电位下的电流密度及磁致电流密度结果
步骤五：判断速率控制步骤
①在磁致电流密度与电位关系曲线上存在一段电位区间，比较此电位区间中任意两电位下的磁致电流密度Δi，若变化率小于等于6％，此电位范围阴极反应速率由物质传输步骤控制；
②某电位下Δi数值在±0.02mA/cm2范围且此电位不位于①中所述的电位区间，此电位下阴极反应速率控制步骤为电子转移；
③其它Δi数值范围，阴极反应速率由电子转移与物质传输步骤共同控制。
本实施例Fe在0.1mol/LFe2(SO4)3溶液中在-60mVOCP～-100mVOCP电位区间磁致电流密度Δi的变化率小于6％，阴极反应速率控制步骤由物质传输步骤控制，其余电位下，0mVOCP～-50mVOCP或-110mVOCP～-130mVOCP，Δi在此电位区间的变化率大于6％并且在此电位区间的任一电位下的Δi数值大于0.02mA/cm2，所以阴极反应由电子转移和物质传输步骤共同控制。本实施例通过在电化学体系中施加磁场，能精确判断阴极反应的速率控制步骤，针对特定的速率控制步骤进行调控，以达到有效地实现加速或者减缓电化学反应的目的。
综上所述，上述实施例基于磁场效应测定阴极反应速率控制步骤的方法，属于磁电化学技术领域。该方法包括：电极体系准备，工作电极在腐蚀性溶液中浸泡，自腐蚀电位测定，无磁场时测定工作电极的极化电流密度i0T，然后施加磁场强度为0.05-1.2T的磁场，测定磁场条件下在相同极化电位下的电流密度iMag；计算磁致电流密度Δi：Δi为相同电位下iMag和i0T的差值；由磁致电流密度Δi与电位关系判断阴极反应速率控制步骤。上述实施例在电化学体系中引入磁场，通过观察Δi判断阴极反应的速率控制步骤，是一种简单、精确、对体系状态要求低的检测电化学过程中阴极反应速率控制步骤的方法。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
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