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旋转圆盘实验综述

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旋转圆盘实验综述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这种电极的结 构特点是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利用旋转圆环圆盘 电极可以检测出电极反应产物特别是中间产物的存在形式与生成 量,或圆环电极上捕集到的盘电极反应产物的稳定性等,利用这些 测量可以探测一些复杂电极反应的机理和获取更多的电极过程信 息因此在现代电化学测量中是常用的测试手段电镀添加剂的作 用机理的探讨或添加剂性能的比较,都可以用到这种电极来进行测 试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」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值,作」-」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 b5E2RGbCAP 旋转圆盘电极的极限扩散电流密度公式为:方程中::levich电流n:电荷转移立第常数A:电极面积D:扩散系数①:旋转盘角速度V:粘度c:溶液浓度plEanqFDPw1. 旋转圆盘电极建立在电极理论和流体动力学相结合的基础之上, 按一般的流体动力学规律处理电化学活性物质的运动DXDiTa9E3d当流体向圆盘表面流动时,涉及到一个很重要的参数即 RDE 的流 体动力学边界层厚度边界层厚度的计算公式如下: RTCrpUDGiT<1)中,」是动力粘度系数,|是圆盘转速」等科学这一公式是由 、 、 、LJ [xl H家推到计算出来,并由|定义^DE的流体动力学边界层厚度有公式<1),我们可以得出:边界层厚度只是流体性质〈」)和 实验条件〈」)的函数,与圆盘半径无关当物质向圆盘表面传递时,有关于 RDE 的扩散层厚度的公式:〈2)公式〈2)表明扩散层厚度及物质流量与圆盘半径无关,在圆盘表面 其值处处相等在层流条件下推导出的公式及其意义是电化学测试 上获得重现性结果的理论依据。

5PCzVD7HxA2、2 RDE与RRDE〈旋转圆盘圆环电极)RRDE 环盘电极在圆盘外围设置一个圆环,盘与环之间只有很小的间隙,圆盘或环盘围绕中心轴旋转,转速由一个旋转系统调节 和测量需要配合旋转圆盘圆环电极装置〈MSR/ASR)使用RDE主 要是用做机理研究的,比如说反应过程中有中间产物产生,在盘电 极上产生的中间物种就会扩散到环电极上,从而对其进行检测 jLBHrnAILg3、 应用RDE 方法是电化学研究中的一种基本方法,有着以下优点: 〈1 ) 有着坚实的电极理论和流体动力学的理论基础; 〈2)定量关系精 确,数据重现性好,便于分析; 〈3)实验条件容易改变旋转圆盘 电极测试方法在金属腐蚀、化学电源、电分析化学、有机电化学等 方面有着重要的应用 xHAQX74J0XRDE 技术可以用来研究金属的腐蚀:〈1)、同一电极上进行的两 个共轭反应的区分;〈2) 、测定金属的腐蚀速度; 〈3) 、预言航船 和运动构件的腐蚀电位和腐蚀速度变化; 〈4)常规的腐蚀实验 LDAYtRyKfE4、 旋转圆盘电极装置简介旋转圆盘圆环电极装置〈Pine Modula ted Speed Rotator)产品型号:MSR品牌:美国PINE产地:美国4、1 仪器简介:配合PINE著名的旋转圆盘或旋转圆盘圆环电极,与恒电位仪联用可组成完整的电化学工作站系统,广泛用于化学电源、电镀、金属腐 蚀等应用领域和电化学技术研究上。

PINE 的旋转圆盘圆环装置及电极是目前国际上电化学领域应用最为 广泛的产品,在众多论文中被提及,其优异的性能可以保证实验结 果的客观性和稳定性Zzz6ZB2Ltk4、2 技术参数:转速范围: 50~10,000 RPM;高性能加速系统: 15W 永磁直流电机,配合双极电源技术,具备优 异的动力学性能,平滑加速; 转速:转速可显、连续可调,并可使用外接电压信号调节速度; 耐腐蚀支架:特别设计可调的电解池支架; 碳刷:卓越的镀银工艺,形成优异的抗干扰性能,接触电阻极小, 可有效降低电流采集误差,使用寿命长; 输出电压与转速成正比,可通过外接示波器进行记录,便进行相关 分析dvzfvkwMIl4、3 主要特点:MSR电极旋转装置的产品型号为AFMSRCE,是PINE公司大众化的产品其转速为 LED 显示,通过 LED 下面的旋钮,可以调节转速,调 节范围为 50到10,000 RPM ,显示误差为1 % 面板上还带一个电压 信号输出接口,外接电压表或数据采集系统,就可以显示电压信号 的变化如果需要,也可以通过面板上的接口,利用一个外接信号源,来调 节转速外接信号源可以是正弦波、方波,以及其它的波形。

系统 的外部加速特性,使得旋转装置的转速可以随外接波形同步改变 这个特点特别适用于水动力调节方面的应用该装置很容意拆装,保存空间也不大主机可以方便地上下移动, 和电解池连在一起,做电极的浸没或撤除实验底座采用耐化学腐 蚀的聚丙烯材料 rqyn14ZNXI申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用 途。

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