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旋轉(zhuǎn)圓盤電極的原理是什么?它有哪些應(yīng)用?

更新時(shí)間:2024-10-29 點(diǎn)擊次數(shù):1006

  旋轉(zhuǎn)圓盤電極主要用于電化學(xué)的流體動(dòng)力學(xué)研究,在燃料電池、電鍍、金屬腐蝕等研究領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)圓盤電極通常使用金、鉑金和玻碳等作為材料,也有特別研究會(huì)使用到鈀、銠、鎢等特種材料。

  

  圓盤周圍的絕緣層相對(duì)有一定厚度,可以忽略流體動(dòng)力學(xué)上的邊緣效應(yīng);同時(shí)電極表面的粗糙度遠(yuǎn)小于擴(kuò)散層厚度。利用旋轉(zhuǎn)圓環(huán)圓盤電極可以檢測(cè)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。

  

  旋轉(zhuǎn)圓盤電極的工作原理:

  

  利用旋轉(zhuǎn)圓環(huán)圓盤電極可以檢測(cè)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(cè)量可以探測(cè)一些復(fù)雜電極反應(yīng)的機(jī)理和獲取更多的電極過程信息。因此在現(xiàn)代電化學(xué)測(cè)量中是常用的測(cè)試手段。電鍍添加劑的作用機(jī)理的探討或添加劑性能的比較,都可以用到這種電極來進(jìn)行測(cè)試。

  

  旋轉(zhuǎn)圓盤電極是電極理論與流體動(dòng)力學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,因此它也稱為流體動(dòng)力學(xué)電極。其工作原理的基本要點(diǎn)是:物質(zhì)傳遞和電流密度受控于電化學(xué)活性物質(zhì),而電化學(xué)活性物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)是按流體動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行的。

  

  旋轉(zhuǎn)圓盤電極廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代電分析化學(xué)及電極過程和均相化學(xué)反應(yīng)的研究,當(dāng)電極自身旋轉(zhuǎn)時(shí),可以使溶液在電極表面進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)(即層流運(yùn)動(dòng)),并且電極表面擴(kuò)散層厚度隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。因此,使對(duì)流擴(kuò)散方程得到一個(gè)確切的分解。

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