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什么是旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極?

更新時間:2024-08-19點擊次數(shù):419

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為了研究電極表面電流密度的分布情況、減少或消除擴散層等因素的影響,電化學(xué)研究人員通過對比各種電極和攪拌的方式,開發(fā)出了一種高速旋轉(zhuǎn)的電極,由于這種電極的端面像一個盤,所以也叫旋轉(zhuǎn)圓盤電極(rotating disk electrode,RDE),簡稱旋盤電極,還叫轉(zhuǎn)盤電極。還有基于這種電極進一步改進了的旋轉(zhuǎn)圓環(huán)電極等,可以測量更為復(fù)雜的電極過程的電化學(xué)參數(shù)。

在測量時電極浸入測量溶液不宜太深,一般以2~3mm為宜。電極的轉(zhuǎn)速要適當(dāng),太慢時自然對流起主要作用,太快時則會出現(xiàn)湍流,不能得到有效參數(shù)。要求在旋轉(zhuǎn)過程中保證電極表面出現(xiàn)層流狀態(tài)。

旋轉(zhuǎn)圓盤電極的極限擴散電流密度公式,由V.G.Levich(前蘇聯(lián))于1942年提出,Levich方程如下,極限擴散電流iL是研究電化學(xué)動力學(xué)的重要參數(shù)。如果在不同轉(zhuǎn)速條件下測得iL值,作iL-ω1/2圖,可求出D;用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后可測反應(yīng)物種的濃度,常用于定量分析。

方程中:

iL:levich 電流

n:電荷轉(zhuǎn)移數(shù)

F:法拉第常數(shù)

A:電極面積

D:擴散系數(shù)

w:旋轉(zhuǎn)盤角速度

v:粘度

c:溶液濃度

      利用旋轉(zhuǎn)圓環(huán)圓盤電極可以檢測出電極反應(yīng)產(chǎn)物特別是中間產(chǎn)物的存在形式與生成量,或圓環(huán)電極上捕集到的盤電極反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性等,利用這些測量可以探測一些復(fù)雜電極反應(yīng)的機理和獲取更多的電極過程信息。因此在現(xiàn)代電化學(xué)測量中是常用的測試手段。電鍍添加劑的作用機理的探討或添加劑性能的比較,都可以用到這種電極來進行測試。





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