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旋转圆盘环盘电极的工作原理

发布时间:2022-08-11浏览:274次
为了研究电极表面电流密度的分布情况、减少或消除扩散层等因素的影响,电化学研究人员通过对比各种电极和搅拌的方式,开发出了一种高速旋转的电极,由于这种电极的端面像一个盘,所以也叫旋转圆盘电极(rotating disk electrode,RDE),简称旋盘电极,还叫转盘电极。还有基于这种电极进一步改进了的旋转圆环电极等,可以测量更为复杂的电极过程的电化学参数。
 
旋转圆盘电极是电极理论与流体动力学结合的产物,因此它也称为流体动力学电极。其工作原理的基本要点是:物质传递和电流密度受控于电化学活性物质,而电化学活性物质的运动是按流体动力学规律进行的。
 
 跟固态静电极相比具有以下优势:
 
  1、消除浓差极化;
 
  2、被抛光的电极表面,保持几何形状和尺寸不发生变化;
 
  3、可简化实验装置(如搅拌系统);
 
  4、可准确地表征已知量与被测量之间关系,制作简单,操作方便。
 
使用方法:
在测量时电极浸入测量溶液不宜太深,一般以2~3mm为宜。电极的转速要适当,太慢时自然对流起主要作用,太快时则会出现湍流,不能得到有效参数。要求在旋转过程中保证电极表面出现层流状态。
 
旋转圆盘电极的极限扩散电流密度公式,由V.G.Levich(前苏联)于1942年提出,Levich方程如下,极限扩散电流iL是研究电化学动力学的重要参数。如果在不同转速条件下测得iL值,作iL-ω1/2图,可求出D;用标准溶液标定后可测反应物种的浓度,常用于定量分析。
 
旋转圆盘电极是一款定速旋转系统,集成了电化学领域的理念和技术,助力与高校科研院所。该设备的圆盘电极与垂直于它的转轴同心并具有良好的轴对称;圆盘周围的绝缘层相对有一定厚度,可以忽略流体动力学上的边缘效应;同时电极表面的粗糙度远小于扩散层厚度。
 
  
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