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旋转圆盘电极应用

2012-02-27 [3266]

        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,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。
      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,极限扩散电流id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id值,作id-ω1/2图,可求出Dj;用标准溶液标定后可测反应物种的浓度,常用于定量分析。
        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。