Origin绘图:计算基线以上曲线的峰面积、绘制阴影面积
您潜心做科学实验!我潜心绘科学曲线!您不会画的图,我来画。今天“编辑之谭”信息给大家演示:如何利用Origin软件计算曲线中基线以上的峰面积并绘制阴影。去看看!
小某虫上“柒瓣的雪”提问:如何处理电化学循环伏安曲线(CV)中氧化峰、还原峰对应的面积。该网友提出将图1处理成图2的样子。
电化学循环伏安测试中,通常需要计算某个电位范围内曲线下方的峰面积(曲线与横轴围成的区域的面积),该峰面积的物理意义通常是电极的电化学活性面积。
例如,Pt电极的电化学活性表面积EAS(m2/g Pt)可利用如下公式计算:
EAS=Q/(mC),
其中,Q=S/v,即峰面积与扫描速度的比值;m为电极上催化剂的质量;C为Pt对氢的单位吸附电容,即0.21 mC/cm2。一般计算出来的活性面积在几十m2/g。
在电化学工作站(输力强、Autolab、晨华CHI等)仪器测试软件配套的数据分析软件均可以计算横轴以上的曲线面积。但对于基线以上的峰面积的计算,并不一定能计算出(我没试过)。更重要的是,导出数据在Origin中绘制阴影比较难。很多同学都是在CHI中将该软件计算的峰面积及阴影图截图出来,但是截图往往在投稿中是不受欢迎的。
该网友只是想求基线以上的峰面积,而不是横轴以上曲线的面积,可能是想了解去除纯电容(平行四边形区域)后,氧化还原反应对电容量的贡献(我猜测的)。
那么怎样求基线以上的峰面积呢?
利用Origin绘图软件求解峰面积是一种普适方法,可以计算任意曲线的峰面积。那么怎样利用Origin2018绘图软件实现峰面积的计算呢?
下面利用获取的数据,演示基线以上峰面积的求解与绘制过程。由于不是原始数据,氧化峰与还原峰有点不对称,不过没关系,这里只是演示怎样利用Origin绘图实现峰面积的计算。
第一步:绘制曲线
利用负向扫描、正向扫描的两条数据表,绘制线图如下:
图3 初步绘制的CV曲线
第二步:计算峰面积
单击某条曲线,然后点击菜单Analysis→Mathematics→Polygon Area (多变性面积)打开对话框。具体操作过程如图4所示。
图4 求解峰面积的操作方法
在打开的对话框中,修改Area Type为Mathematical Area,然后定义横轴范围,即点击Input输入框的右边红箭头图标。具体操作如图5所示。
图5 定义面积的类型
点击红箭按钮后,操作界面回到绘图区。拖动两条暗红色的竖线到想要的范围(这里是-0.7~-0.1V),然后点击红箭按钮。具体操作如图6所示。
图6 定义面积的范围
点击图6中的红箭按钮后,便回到图5的对话框,点击“OK”,即可求解-0.7~-0.1V范围的氧化峰的峰面积,效果如图7所示。
图7 峰面积的计算结果及其阴影的绘制
采用同样的方法计算还原峰的峰面积并绘制阴影,添加虚线辅助线、设置阴影的fill填充色与半透明、标记两个峰的面积,最终的效果如图8所示。
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