旋转圆盘电极应用研究一
旋转环盘电极原理
旋转环盘电极原理今天咱们来唠唠一个超有趣的东西——旋转环盘电极。
这玩意儿听起来是不是有点高大上？其实呀，没那么神秘啦。
咱先来说说电极是啥。
电极呢，就像是一个小小的魔法棒，在化学反应里起着超级重要的作用。
而这个旋转环盘电极啊，它是一种特殊的电极组合。
想象一下，有一个圆盘，还有一个环绕着圆盘的环，它们就像是两个小伙伴，组合在一起就有了奇妙的反应。
这个圆盘电极呢，就像是舞台的主角。
当有电流通过的时候，在圆盘电极表面就会发生氧化或者还原反应。
比如说，就像一场小小的化学舞会，一些分子在圆盘电极这个舞池里，要么得到电子（还原反应），要么失去电子（氧化反应）。
那这个过程为啥这么重要呢？这就和很多实际的应用有关啦。
比如说在电池里，电极上的这些反应就决定了电池能储存多少电，能放多久的电。
再说说那个环电极吧。
环电极就像是一个聪明的小助手。
当圆盘电极上发生反应的时候，会产生一些中间产物或者一些没有完全反应的物质。
这些物质就像调皮的小精灵，它们会扩散到环电极这里。
环电极就可以检测到这些小精灵的存在哦。
它是怎么检测的呢？其实就是通过在环电极上发生的特定反应。
这就好比环电极有一双敏锐的眼睛，能够发现从圆盘电极那边跑过来的特殊分子。
那这个旋转又是为啥呢？这旋转可太有意思了。
你想啊，当这个电极旋转起来的时候，就像是一个小旋风。
这个小旋风会让溶液里的物质更快地跑到电极表面，也会让电极表面产生的那些东西更快地跑开。
就像在舞会上，有一个小风扇在吹，让舞者们（分子们）能够更快地换位置。
这种旋转带来的好处可多了呢。
它可以让反应更加稳定，也能让检测更加准确。
比如说在研究一些金属腐蚀的过程中，旋转环盘电极就大显身手啦。
金属腐蚀就像是金属生病了，而这个电极就像是一个小医生。
圆盘电极上模拟金属腐蚀的反应，环电极就负责检测在这个过程中产生的那些和腐蚀有关的物质。
通过这种方式，科学家们就能知道金属是怎么被腐蚀的，然后就能想办法来防止金属被腐蚀啦。
还有在燃料电池的研究里，旋转环盘电极也是个明星呢。
xin-旋转圆盘电极
旋转圆盘电极测镀液中添加剂
在一系列整平剂浓度已知的标准液 中，铂盘电极转动时，测出相应的 阴极溶出电量。 对应已知的整平剂浓度，测出溶出 电量，对照工作曲线，找出相应的 溶出电量，即而对照标准曲线找出 相应的浓度值。 图2为Q1与含丁炔二醇镍镀液中糖精 浓度C糖的标准工作曲线关系图。 实验证明，作出标准工作液糖精浓度的工作曲线作参照，可定量 测定实际工作液的糖精浓度，从而有效地控制实际电镀液的糖精 浓度。
RDE 法的原理
旋转圆盘电极的中心是一根金属棒。棒的下端是研究电极 的圆形光亮表面。棒外用聚四氟乙烯绝缘。当电极经马达 带动以一定速度旋转时，在电极附近的液体必定会发生流 动，在一定条件下，旋转圆盘电极附近的液体处于层流状 态时，液体的流动可以分解成三个方向： 1．由于电极旋转而产生的离心力，使流体在径向以v径 速度向外流动； 2．由于流体的粘滞性，在圆盘电极的平面以一定角速度 转动时，流体就要以v切速度向圆盘切向方向流动； 3．由于电极附近流体向外流动，使电极中心区液体的压 力下降，从而使得离电极表面较远的液体以v轴速度向中 心流动。考虑到整个系统的轴对称性，选取三维圆柱坐标 （图3.10）。 液体基本上只作轴向流动，液体在径向和切向的流速都不可忽略。由于圆 盘旋转时，其边缘区液体流动的情况复杂，所以圆盘电极必须处在整个圆 盘的中心，圆盘的半径也要比电极的半径大好几倍，以忽略边缘效应对研 究电极下液体流动的影响。
i ω1 ω2
id1
id2 id3
ω3
-φ
b.以id 1/ 2作图 斜率： 0.62nFCo o Do 2 / 3V 1/ 6可求Do
id
ω1/2
旋转圆盘电极的其他应用
混合控制
测量动力学参数
测量反应级数
旋转圆盘实验综述
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：电荷转移数F:法拉第常数A：电极面积D：扩散系数ω：旋转盘角速度v：粘度c：溶液浓度p1EanqFDPw1.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）在式<1）中，是动力粘度系数，是圆盘转速。
这一公式是由、、、、等科学家推到计算出来，并由定义RDE的流体动力学边界层厚度。
旋转电极及其应用.
4）对于混合控制的电极过程，如果进一步提高转速受到 限制，可利用外推法消除浓差极化的影响，测定电化学 动力学参数。
原理：由混合控制公式：
jk 0 nF jk (1 ) j exp( k ) jd RT
可得：
ik 1 1 anF 1 exp k 0 i ik id RT
2 ）测出不同过电位下的 i ，作塔费尔图，就可由 塔费尔公式求出 i0 和α 。
5 ）利用旋转圆盘电极还可以测定不可逆电极反应的级数， 而不需要改变反应物的浓度。当反应物为气体时更显出 这一优点。
原理：
• 稳态下可用电流密度表示反应速度: ik k (C ) 式中ik为阴极电流密度，表示阴极还原反应速度，K 为反应速度常数，为反应物的表在浓度，P为反应级数。 1 • 对于旋转圆盘电极 ik B 2 (C 0 C s ) 将 id ik id s 0 C C 1 1 B 2 B 2
8)旋转圆盘电极在电结晶过程、添加剂和整平剂作用机理、 氧化膜的形成以及金属腐蚀等方面也有广泛的应用。
§5.2 旋转圆环-圆盘电极(RRDE)
（Rotating Ring-Disk Electrode）
r1
r3 r2
RRDE 法的原理
• 旋转环 - 盘电极与旋转圆盘电极时一样，发生溶液的流 动。依从溶液本体→盘电极→环电极方向传输电解质。 盘电极与环电极通过电解质的传输而相互关连，盘电极 上生成的化学粒子可在环电极上检出。
J.Electroanal.Chem., 233, 147(1987). 参考书： 《电化学测定方法》，藤山鸟 昭，相泽益男，井上 彻澈等著，
陈震，姚建年译，蔡生民校审，北京大学出版社，1995.5
如何通过旋转圆盘电极实现电流的控制和调节？
如何通过旋转圆盘电极实现电流的控制和调节？旋转圆盘电极是一种具有可旋转功能的电极，通常用于电化学实验和电化学分析中。
它由一个圆形的电极材料制成，可以通过机械装置或电动驱动系统进行旋转。
主要作用是增强电化学反应速率，并提供均匀的质量传递条件。
通过旋转圆盘电极可以实现电流的控制和调节。
下面将介绍一种基本的原理和步骤。
1、设备准备：圆盘电极：由一个导电的圆形板构成，可以通过旋转调节接触面积。
电源：提供电流给电路。
电流测量仪器：用于监测和测量电流的大小。
2、连接电路：将电源与电路连接，确保正确的极性和电流路径。
电源的正极与电路的正极相连，负极与电路的负极相连。
确保电流测量仪器正确连接到电路中，以便实时监测电流变化。
3、圆盘电极位置设置：将圆盘电极放置在电路中适当的位置，并确保其与电路中其他元件正确连接。
圆盘电极应与待控制的电流通路相连，例如在电路中的电阻或电容旁边。
4、旋转调节：开始时，将圆盘电极旋转至最小接触面积，即电流通路最小。
通过旋转圆盘电极，逐渐增加其接触面积，从而增加电流通路的大小。
同时使用电流测量仪器监测电流的变化，确保所需的电流范围内。
5、调节和控制：根据需要，进一步调节圆盘电极的旋转位置，以实现所需的电流调节。
旋转角度越大，接触面积越大，电流越大。
当达到期望的电流值时，通过锁定或固定圆盘电极的旋转位置来保持电流的稳定。
6、监测和安全：在整个过程中，始终监测和记录电流的变化。
仔细观察电流是否在所需范围内，并及时采取措施进行调整。
注意安全事项，确保在操作过程中遵循正确的电气安全规范，避免电流过大导致损坏或危险情况。
旋转圆盘电极 分享
旋转圆盘电极使用经验分享
1.磨圆盘电极
环氧树脂板上黑色的抛光布+氧化铝粉+酒精注意单方向抛光（如顺时针）电极面与抛光布水平，否者抛光布容易损坏，抛至镜面超声烘干
2.工作电极制备
粘稠浆料直接刷在玻碳电极上，干燥
3.配电解液+固定参比电极和对电极（手套箱内完成）
用所需大小的锂片沾至泡沫镍上做参比电极和对电极，用密封胶带封死；提前配所需浓度的电解液，倒入电解杯（约20ml）用密封胶带将其他口封住
4.测试
建议：每测一组数据前都通氧气15Min左右，最好每测一组数据换一次工作电极
选3电极体系，根据图示连接，测cv，lsv如下图所示：
具体分析如下：
A，对同一工作电极做多次循环
一般第一次的循环伏安曲线比较漂亮，（注意选择电流范围）随次数增加电流密度降低，原因：氧气的消耗（测试中不通氧气的）；放电产物对电极的钝化；对氧化峰的影响较大。
B．不同转速下的循环伏安
基本上跟文献上的差不多吧。
旋转圆盘电极的作用
旋转圆盘电极的作用旋转圆盘电极是一种用于电化学分析的实验设备，它的主要功能是提高电化学分析的精确度和效率。
本文将详细介绍旋转圆盘电极的作用原理、使用场景以及常见的应用实例，希望能够帮助读者更好地理解这种实验设备的作用和优势。
一、作用原理旋转圆盘电极的作用原理基于磁场感应定律，利用磁场作用于导体中运动电荷的力，将旋转电极转动起来，从而形成电化学反应的场所，实现电化学分析。
具体来说，旋转圆盘电极由两部分组成：旋转电极和参考电极。
其中，旋转电极由圆盘电极和电机组成，电极与电解液有序转动，以形成稳定的电化学反应场所；参考电极通常使用Ag/AgCl电极，提供稳定的电势参照。
在电极转动时，电解液在不断的涡流中流动，形成了强烈的质量传递和动量传递，有效地提高了反应速度和传质速率，从而实现了更高的精确度和效率。
二、使用场景旋转圆盘电极广泛应用于电化学分析、材料表面分析、电化学沉积等领域。
在电化学分析领域，它被广泛用于离子选择性电极测定、溶解氧检测、药物分析、食品分析、环境分析等。
在材料表面分析方面，旋转圆盘电极可用于维持固定的悬浮液或溶液，以研究材料表面的反应动力学。
此外，它还广泛应用于电化学沉积技术中，如电镀、阴极保护和离子镀等。
三、应用实例1. 离子选择性电极测定离子选择性电极是一种选择性地测定溶液中离子浓度的实验设备。
例如，可以使用旋转圆盘电极测定水中钙离子的浓度，从而判断水的硬度。
2. 溶解氧检测溶解氧是水中生命的必需物质之一。
通过旋转圆盘电极，可以测定水体中的溶解氧浓度，从而判断水体中的氧气含量。
3. 电镀电镀是一种通过电解沉积金属离子在基底表面的技术。
旋转圆盘电极可用于电镀过程中的电化学反应场所的形成，从而提高反应效率和质量。
4. 阴极保护阴极保护是一种通过电位来保护金属材料的腐蚀。
使用旋转圆盘电极，可以形成稳定的电位场所，从而实现对金属材料的保护。
四、总结旋转圆盘电极作为一种高效、高精度的电化学分析设备，广泛应用于离子选择性电极测定、溶解氧检测、电化学沉积等领域。
旋转圆盘电极原理
旋转圆盘电极原理宝子们！今天咱们来唠唠这个旋转圆盘电极的原理，可有趣啦！咱先来说说这个旋转圆盘电极是个啥模样。
你就想象一个小小的圆盘，就像那种迷你的小盘子一样，它可是电极哦。
这个圆盘呢，它不是安安静静地待在那儿的，它会旋转，就像一个小陀螺似的，滴溜溜地转个不停。
那它为啥要转呢？这就涉及到它的工作原理啦。
当这个圆盘电极在溶液里旋转的时候，溶液就像是一群调皮的小娃娃，被圆盘的旋转带动起来了。
你看啊，溶液里有各种各样的离子，就像一群不同性格的小朋友在溶液这个大操场上玩耍。
这个旋转的动作呢，会让溶液在圆盘电极表面形成一种很特别的流动状态。
这种流动状态超级重要哦。
它就像是给圆盘电极穿上了一件特殊的衣服，这件衣服是由流动的溶液组成的。
圆盘电极在旋转的时候，靠近电极表面的溶液层会被不断地更新。
这就好比你有一个装满水的小池子，你不停地把里面的水舀出去，然后再倒新的水进去。
对于圆盘电极来说，新的溶液不断地来到电极表面，旧的溶液就被带走了。
这样做有啥好处呢？那好处可多了去了。
比如说，在进行一些化学反应的时候，新的溶液带来了新的反应物质。
就像你做蛋糕，你不断地加入新的面粉、鸡蛋啥的，这样蛋糕才能做得更好。
在电极表面，新的反应物质不断补充过来，就能够让反应持续稳定地进行下去。
而且啊，那些反应产生的东西呢，也会被带走，不会在电极表面堆积起来。
要是堆积起来了，就像你打扫房间，垃圾都堆在门口，那后面的清洁工作就没法好好进行啦。
再说说这个电极表面的电流情况。
因为溶液的这种特殊流动，电流在电极表面的分布也变得比较均匀。
这就像是一群小蚂蚁在一块平整的地上搬运食物，大家都有活干，不会出现有的地方很忙，有的地方很闲的情况。
电流均匀了，我们测量出来的数据就更准确啦。
就像你称东西，天平要是歪歪扭扭的，称出来的重量肯定不准，但是这个旋转圆盘电极就像一个超稳的天平，能给我们很靠谱的数据呢。
而且哦，这个旋转圆盘电极的旋转速度还可以调整。
这就像是你开车可以换挡一样，不同的速度下，溶液的流动状态和电极的反应情况都会发生变化。
旋转圆盘电极应用
旋转圆盘电极是一种常见的电化学实验装置，广泛应用于电化学研究、电化学分析和电化学合成等领域。
以下是一些旋转圆盘电极的应用示例：
电化学反应动力学研究：通过控制旋转圆盘电极的转速，可以调节电解液在电极表面的对流速度，进而研究电化学反应的动力学行为，如反应速率、电荷转移过程等。
电化学分析：旋转圆盘电极可用于各种电化学分析方法，如旋转圆盘电极伏安法、旋转圆盘电极扫描法、旋转圆盘电极阶跃法等。
通过测量电流和电势之间的关系，可以确定溶液中的化学物质浓度、氧化还原反应动力学参数等。
电化学合成：旋转圆盘电极可以用于电化学合成过程中的反应控制和优化。
通过调节旋转速度和电位，可以调控反应速率、产物选择性等，实现高效的电化学合成反应。
电极材料研究：利用旋转圆盘电极可以对不同材料的电化学性能进行研究，如催化剂材料、电极材料等。
通过测量电流-电势曲线、电化学阻抗谱等参数，可以评估材料的催化活性、电化学稳定性等性能。
总之，旋转圆盘电极在电化学领域具有广泛的应用，可以用于研究和调控电化学反应的动力学行为、进行电化学分析和合成，以及评估电极材料的性能等。
旋转圆盘电极方法实验结果的讨论
旋转圆盘电极方法实验结果的讨论
旋转圆盘电极是能够将流体动力学方程和对流-扩散方程在稳态时严格解出的少数几种对流电极体系的一种。
这种电极具有易于建立均一、稳定的表面扩散状态的优点,因此在常温水溶液和非水溶剂的电化学研究中应用广泛。
然而,尽管圆盘电极技术具有如此显著的优点,但其在高温熔盐电解质中的应用却很少见有人研究。
为此,本课题尝试设计一种能适用于高温冰晶石熔盐电解质研究的旋转圆盘电极,并对其在常温和高温的测量性能进行校验,同时探索研究了利用旋转圆盘电极技术测量铝电解质中的氧化铝浓度。
在设计可用于高温冰晶石电解质的旋转圆盘电极时,最关键的任务是找到一种合适的电极和绝缘套制作材料。
本文设计的旋转圆盘电极选择高纯石墨作为圆盘电极材料,以热压氮化硼作为绝缘保护套材料,同时选择310S不锈钢作为旋转轴材料,且以500w的异步交流电机作为圆盘电极的转动马达。
旋转圆盘电极的转速可通过变频器调控,且电极转速可在0-1450r/min之间连续可调。
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。
旋转圆盘电极的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。
旋转圆盘电极原理
旋转圆盘电极原理
旋转圆盘电极是一种电化学实验设备，在电化学分析、电化学合成以及电化学能源转化等领域具有广泛的应用。
其原理基于电化学反应与质量传输之间的联合作用，能够有效提高电化学反应的速率和效率。
旋转圆盘电极由一个圆盘形电极和一对参比电极组成，其中圆盘形电极旋转时，可使电解液在电极表面产生对流，从而加快质量传输，提高电子传递速率。
同时，圆盘形电极的旋转还能均匀地分布电解液中的物质，以确保电极表面的反应速率均匀分布。
在电化学分析中，旋转圆盘电极常常用于测定溶液中的电化学响应速率、电催化剂活性以及反应机理等。
在电化学合成中，通过控制旋转圆盘电极的转速，可以调节电化学反应速率，实现高效的电化学合成过程。
在电化学能源转化中，旋转圆盘电极也被广泛用于燃料电池、氢氧化物燃料电池以及电解水产氧等系统中，用于提高反应效率和能量利用率。
总之，旋转圆盘电极通过旋转带动电解液对流，提高质量传输效率，并使电化学反应达到更高的速率和效率。
它在电化学领域的应用广泛，为实现高效电化学反应和能源转化提供了有效的工具。
三电极旋转圆盘电极
三电极旋转圆盘电极三电极旋转圆盘电极（Rotating Disc Electrode，RDE）是一种用于电化学研究的设备，该设备可以使电解液和电极表面的物质均匀地混合，从而获得更准确的测试结果。
下面将详细介绍三电极旋转圆盘电极的结构、工作原理、应用以及一些注意事项。
一、结构三电极旋转圆盘电极一般由圆盘电极、参比电极和工作电极组成。
其中，圆盘电极是一个旋转的圆盘，通常由半透明材料（如玻璃）制成。
圆盘电极的表面通常会涂上一层带有导电性能的薄膜，如金属薄膜或者碳膜，用于连接电路。
参比电极是不动的，通常放置在离圆盘电极较近的位置，用于稳定电位。
工作电极即进行反应的电极，通常也放置在圆盘电极附近，是与实验物质直接接触的一方。
三电极旋转圆盘电极的结构简单，易于处理，使其成为了电化学研究领域（特别是溶解氧、还原性参比等方面）不可缺少的工具。
二、工作原理三电极旋转圆盘电极在实验中能够产生电势和电流的变化，这些变化都是由圆盘电极的旋转所引起的。
圆盘电极的旋转通常采用电机或者气动方式，以达到较高的转速，并确保电极表面与电解液保持稳定的接触。
在实验中，当固定电位的参比电极的电压发生变化时，圆盘电极的电势也会随之变化。
这是因为参比电极与圆盘电极之间是有电流的，这个电流会激发圆盘电极表面的化学反应，并通过电路外的计时电极来显示电势变化。
当圆盘电极不断地旋转时，胶带或气流等因素会将物质推向电极表面，从而在电极表面形成反应，电流的变化也会因此产生。
三、应用三电极旋转圆盘电极主要用于电化学实验和反应研究。
它们在化学陶瓷领域、电池材料研究、电化学传感器等多个领域中都有应用。
在化学陶瓷领域中，三电极旋转圆盘电极被用来研究化学反应在复杂的条件下的速率和动力学模型，以推动材料的研究和开发。
在电池材料研究中，三电极旋转圆盘电极可以用来研究自由基、离子和其他化学组分对电解液中离子交换反应的影响。
此外，三电极旋转圆盘电极还可以用来为电化学传感器的研究和开发提供基础实验数据。
旋转圆盘电极小结
•id=0.62nFA C
•式中：id: 圆盘电应的电子数， /秒
•F: 法拉第常数
•r: 溶液的动力学粘度， /秒
•w: 电极的旋转速度，弧度/秒
•c: 被测离子的浓度
优点：1.浓差极化稳定，极化曲线稳定性好，可以测量比较迅速的电化学反应
旋转圆盘电极定义：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。
2.此种电极可以测定更为复杂的电极过程的电化学参数
3.简化了实验装置
应用：1.测定扩散系数、反应得失电子数、反应物浓度、电镀添加剂的整平作用
2.电极反应动力学参数等方面有广泛的应用
3.判断电极反应控制步骤
4.检测电极反应中间产物
5.在腐蚀及电镀工业中的应用
旋转环盘电极使用
旋转环盘电极使用以下是一份关于旋转环盘电极使用的说明书，所有名称和引用均属虚构：1. 简介旋转环盘电极是一种用于科学研究或工业实验的设备，能够通过旋转电极进行电化学反应的控制和测量。
本说明书提供了使用旋转环盘电极的基本操作指南和安全注意事项。
2. 安全操作- 在操作旋转环盘电极之前，务必穿戴适当的个人防护装备，如实验手套和安全眼镜。
- 确保旋转电极和电解质溶液之间的密封良好，防止电解质溶液溢出。
- 在操作过程中，避免将手指或其他物体接触到旋转电极，以免发生意外伤害或干扰电化学反应。
3. 使用步骤步骤1：准备工作- 确保旋转环盘电极的电源已接通，并检查连接是否正常。
- 将实验物质（例如电解质溶液）倒入适当的容器中，并放置在旋转环盘电极底座上。
步骤2：选择合适的参数- 根据实验需要，调节旋转电极的转速、电位范围和扫描速度等参数。
- 确保所选参数与实验要求相符，并符合设备的安全规范。
步骤3：开始实验- 将旋转电极浸入电解质溶液中，并启动旋转装置，使旋转电极开始旋转。
- 使用适当的设备和方法，记录并控制电极的电位、电流、电荷等参数。
- 实验完成后，关闭旋转电极的电源，停止电极的旋转。
- 清洗旋转电极和相关设备，确保其干燥和储存于适当的环境中。
4. 故障排除如遇到旋转环盘电极的故障或异常情况，请遵循以下步骤进行排除：- 首先检查电源是否正常，并排除任何电源故障。
- 检查所有电缆和连接是否紧固和完好无损。
- 根据操作手册和设备规格进行调整和校正。
5. 注意事项- 严禁超出旋转电极的额定工作范围进行操作，以防止设备损坏或人身伤害。
- 在使用旋转环盘电极时，遵循实验室安全操作规范，确保实验人员和设备的安全。
本说明书旨在提供旋转环盘电极使用的基本指南和安全注意事项，以确保操作的准确性和安全性。
请按照本说明书的指导操作，并保持设备的良好状态。
使用旋转圆盘电极需要注意哪些方面
使用旋转圆盘电极需要注意哪些方面旋转圆盘电极是一种用于电化学测试和研究的实验设备。
它由一个旋转的圆形电极和相应的控制系统组成。
该电极通常由惰性材料(如金或铂)制成，以确保其稳定性和抗腐蚀能力。
通过旋转圆盘电极，可以在固定位置上持续地浸入液体溶液中，并与其进行反应。
使用旋转圆盘电极时需要注意以下几点：1. 安全操作：在使用旋转圆盘电极之前，确保已经了解并熟悉设备的安全操作规程。
戴上适当的个人防护装备，如手套和护目镜，并遵循正确的操作步骤以确保自身安全。
2. 仔细检查设备：在开始实验之前，对旋转圆盘电极进行仔细检查。
确保所有连接部件都牢固且无损坏，并确认所有参数设置都正确调整。
3. 样品准备：在进行实验之前，务必进行样品准备工作。
净化或处理样品以消除可能影响测试结果的杂质或干扰物。
4. 设定合适的参数：根据实验需求和所研究物质特性，选择合适的旋转速度、电位范围和浓度等参数。
这些参数会对实验结果产生重要影响，因此应认真考虑并根据需要进行调整。
5. 确保稳定运行环境：为了获得可靠而一致的结果，在使用旋转圆盘电极时应尽量提供稳定运行环境。
例如，在温度、湿度和光线等方面保持稳定，以减少实验误差的可能性。
6. 正确操作采样：在进行采样时要注意正确操作。
使用适当的技术和工具将样品加载到旋转圆盘电极上，并遵循设备说明书中提供的指导。
7. 数据记录与分析：在实验过程中，及时记录和保存实验数据，并进行必要的数据处理和分析。
这有助于评估实验结果的可靠性并制定进一步研究计划。
8. 定期维护与清洁：为了确保旋转圆盘电极长期稳定运行，需要定期进行维护与清洁。
按照设备说明书提供的指导进行日常维护工作，并根据需要更换部件或消耗品。
9. 及时处理故障情况：如果在使用旋转圆盘电极过程中出现任何不寻常情况或故障，请立即停止使用并联系相关专业人员解决问题。
不要尝试自行修复或强行继续操作，以免造成安全风险或进一步损坏设备。
10. 按规范处置废物：根据当地环境法规和政策，正确处置实验产生的废物和化学品。
旋转圆盘电极应用研究(一)
（1） 为什么旋转圆盘电极可以应用于 ORR pine 旋转圆盘电极的优点就是电极溶液界面反应物的扩散层厚度与 电极转速之间有着明确的函数应用，因此可以通过系统的改变反应的转 速来调控反应物、产物的传质。对光滑电极上发生的可逆性不好的氧还 原反应，可以通过简单的数学处理，完全排除传质的影响从而获得电极 对反应的内在动力学参数。
为什么旋转圆盘电极可以应用于orrpine旋转圆盘电极的优点就是电极溶液界面反应物的扩散层厚度与电极转速之间有着明确的函数应用因此可以通过系统的改变反应的转速来调控反应物产物的传质
旋转圆盘电极应用研究（一）
PINE 旋转圆盘电极的经典应用：氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction, ORR）几乎是所有燃料电池、金属-空气电池的首选阴极反应，也是许多金属腐 蚀过程中的主要反应。
抛至平滑； 2、 一般滴 10uL 催化剂溶液到电极表面，再用表面皿或培养皿或烧杯 将其盖上，自然晾干即可。不推荐烘箱高温烘干，这种方式制备的催 化剂容易裂开。若采用红外加热的方式，则功率应尽量调小； 3、 LSV 扫描时，推荐先从低速预扫至高速，再从高速扫至低速； 4、 LSV 扫描前，先往电解液中通入 O2，扫描 LSV 时，继续往电解液液 面上通入 O2，保证电解液中 O2 饱和； 5、 电解池的密封可以确保实验过程中电解液中 O2 饱和。若密封不 好，会造成 O2 逸出，实验数据不成规律 （5） pine 旋转圆盘电极特点 美国 pine 旋转圆盘电极由理化公司代理，理化公司拥有专业的应用工程 师、销售工程师、调试工程师。 Pine 旋转圆盘电极独有大电极，反应更充分，数据更科学，更具有研究 型； Pine 旋转圆盘电极杆超准直，即便是大电极，也能提供稳定的动力学反 应条件； Pine 旋转原盘电极为全球电化学科学家的首选，中国已有超过 1000 名用 户在使用。
xin旋转圆盘电极
镀镍光亮添加剂分为初级光亮剂（应力消除剂）和次级光亮剂（整平剂） 两大类。 初级光亮剂的特点是：对阴极电位仅有微小的影响，并能够显著地减小镍 沉积层的晶粒尺寸，使镀层出现一定程度的光亮性，但不能使镀层全光亮 ，能够使镀层产生压应力，而抵消基体对镀层通常产生的张应力，进而降 低镀层的内应力，使镀层富有韧性和延展性。 次级光亮剂对镀镍过程的电极电位有显著的影响，其本身就能产生光亮的 沉积层，但镀层多数都是脆性并且有张应力，其作用主要是与初级光亮剂 配合使用时能使光亮范围变宽。 过多的加人两种添加剂，不但不能改善镀层质量，其分解产物势必夹带在 镀层当中，对镀层的机械性能产生不良影响。
金刚石修整滚轮
其一
其二
金刚石修整滚轮（Diamand Dressing Roller）是新一代的砂轮 修整工具。
它集超硬材料技术、精密加工技术、电镀技术、金刚石修整技术 为一体。而电镀技术是其重要组成部分，方法是在镀镍电解液中通 过电沉积的方法，将金刚石颗粒均匀地镶嵌在经过精密加工的型腔 基体上。
通过实验可知无论是初级光亮剂，还是次级光亮剂， 它们的消耗量是有规律可循的。只要我们严格控制 温度和pH值，可根据测试的数据对电镀液的添加剂 严格控制，从而提高电镀金刚石滚轮镀层的机械性 能，保证金刚石滚轮的精度。
二、判明电极反应的控制步骤
由 i～ ω1/2 判断控制步骤
（1）直线过原点：扩散控制
实验证明，作出标准工作液糖精浓度的工作曲线作参照，可定量 测定实际工作液的糖精浓度，从而有效地控制实际电镀液的糖精 浓度。
旋转环盘电极研究
旋转环盘电极研究K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]体系的电化学行为及氧还原反应摘要：本文利用旋转环盘电极研究在K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]体系中的循环伏安特性，考察旋转速度对于极化曲线的影响，通过实验数据计算收集系数。
同时采用循环伏安法初步研究了KOH溶液中的溶解氧在玻碳电极表面的还原行为。
关键词：旋转环盘电极循环伏安收集系数氧还原一.引言旋转环盘电极在研究包含中间产物或伴随吸附等的电极反应中和电分析中是相当有用的。
其由三部分组成，即中间的圆盘电极，外面的圆环电极以及它们之间的绝缘层，三个区域具有光滑的表面，且在同一水平面上。
在圆盘电极上发生氧化反应，氧化产物通过旋转转移至圆环电极上发生还原反应，但是由于溶液的径向流动部分氧化产物会带往圆盘的边缘和扩散到溶液内部，因此氧化产物并不能得到完全还原，因此生成的氧化产物与在环电极上被).还原的氧化产物之比为收集系数(N=−iRiD根据Fick第一定律可得极限扩散电流i d=0.63nFAD23v−16w12C0，因此扩散电流与扫速w1/2成正比，这可以从实验结果中得以验证。
氧还原反应（oxygen reduction reaction，ORR）是O2分子在电极表面的化学吸附分解过程，其电催化还原历程基本可分为两类：可经四电子途径直接还原为H2O或OH-，也可经两电子途径先还原为中间产物H2O2，再进一步还原为H2O或OH-。
若考虑不同控制步骤时可能的反应机理，氧还原反应还可以写出各种各样的反应机理和历程。
循环伏安法（cyclic voltammetry, CV）是电极反应动力学和机理研究中最常用的电化学暂态实验方法，它是用三角形的电位-时间波作为激励信号，用已知的电位扫描速率使电位线性地从E1逐渐变成E2，随后电位往反方向扫描，返回初始电位E1，实验时记录与激励信号对应的电流-电位关系曲线，即循环伏安曲线。
循环伏安图中最特征的物理量有阴、阳极电流峰的峰电流（j pc和j pa）及其比值j pa/j pc，峰电位E pc和E pa，半峰电位E p/2（即j=j p/2对应的电位），阴阳极峰电位之差（ΔE p=E pa-E pc）等。
普林斯顿旋转圆盘电极
普林斯顿旋转圆盘电极普林斯顿旋转圆盘电极是一种广泛应用于电化学研究中的电化学电极。
它由普林斯顿电化学研究所的科学家们于20世纪60年代提出，并在此后的几十年中被广泛应用于各种电化学实验中。
普林斯顿旋转圆盘电极由三个主要部分组成：电极盘、电极杆和电极座。
电极盘是一个圆盘状的电极，通常由惰性金属如铂制成。
电极杆是连接电极盘和电极座的部分，通过电极杆可以对电极盘进行旋转控制。
电极座则是支撑电极盘和电极杆的结构，通常由非导电材料制成。
普林斯顿旋转圆盘电极的主要特点是可以通过旋转电极盘来控制电极与溶液之间的质量传递。
在电化学实验中，溶液中的质量传递是一个重要的过程，它直接影响到电化学反应的速率和效率。
通过旋转电极盘，可以改变溶液与电极之间的对流速度，从而调节质量传递的程度。
普林斯顿旋转圆盘电极在电化学研究中有着广泛的应用。
首先，它可以用于研究电极反应的动力学行为。
通过控制旋转速度，可以获得电极反应的极化曲线，从而了解电极反应的速率和反应机理。
此外，普林斯顿旋转圆盘电极还可以用于测量电极反应的交流阻抗，从而研究电极界面的电化学行为。
除了在基础电化学研究中的应用，普林斯顿旋转圆盘电极还可以用于应用领域。
例如，在电池和燃料电池研究中，可以使用普林斯顿旋转圆盘电极来评估电极材料的电化学性能。
通过旋转电极盘，可以模拟真实工作条件下的质量传递过程，从而更准确地评估电极材料的性能。
普林斯顿旋转圆盘电极还可以应用于电化学合成和电化学传感器等领域。
在电化学合成中，可以利用普林斯顿旋转圆盘电极来控制反应速率和选择性，实现对化合物的高效合成。
在电化学传感器中，普林斯顿旋转圆盘电极可以用于检测溶液中的离子浓度和分析物质。
普林斯顿旋转圆盘电极是一种重要的电化学工具，广泛应用于电化学研究和应用领域。
通过控制旋转电极盘，可以调节电极与溶液之间的质量传递，从而研究电极反应的动力学和电化学行为。
它的应用范围涵盖了基础研究、电池和燃料电池、电化学合成和电化学传感器等领域。
实验手段一——RDE与RRDE
实验手段一——RDE 与RRDE何政达1在这篇文章中，我将详细的讨论有关旋转圆盘电极和旋转环盘电极相关的理论推导以及实验方法。
并介绍由这两种方法得到的数据如何来进行数据分析。
旋转圆盘电极和旋转环盘电极最重要的相同点——就是它们都是在电极旋转的时候进行电化学测量。
那么电极要是旋转起来，会对溶液造成什么样的影响呢？这就牵扯到了流体力学的相关知识。
但是别急，我们将实际体系的物理方程一条一条的摆出来，然后看看应该如何去做。
首先我们要介绍的方程是“对流-扩散方程”。
由于物质在溶液中的流动形式只有可能为三种——对流、扩散、迁移。
因此对每一项的贡献相加后就可以得到物质流动的方程式： j j j j j j j convection diffusion migration z F J D C D C C v RT φ=-∇-∇+ (1) j J 代表了j 物种的流量，j C 则为j 物种的浓度。
j D 为j 物种的扩散系数，v 代表流体的流动速度，φ代表在流体中的电势。
等式右边第一项代表扩散、第二项代表迁移、第三项代表对流。
我们有了j J 之后就可以求出来j C ，根据Fick 第二定律：j j C J t ∂=-∇⋅∂ (2)因此只要将(1)带入(2)中我们就可以得到关于j C 的表达式。
但是先别高兴，有没有发现在(1)中有两个未知参数？,v φ。
这两个参数我们如何得到？那么光用物质的流动方程就不够了。
因此需要在电极要求的条件下，去求解流体力学当中最恐怖的一个微分方程——Navier-Stokes 方程。
它的具体形式为：2S S dv d P v f dt η=-∇+∇+ (3) 其中S d 为流体的密度。
P 为流体的压力场，S η为流体的黏度。
f 为重力作用在1 Email: jameshzd@ QQ: 3231491610液体单位体积上的力。
但是看到这个方程之后，第一反应是——“我去！这么复杂的方程能解出来么”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
旋转圆盘电极应用研究（一）
PINE 旋转圆盘电极的经典应用：氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction, ORR ）几乎是所有燃料电池、金属-空气电池的首选阴极反应，也是许多金属腐蚀过程中的主要反应。
（1） 为什么旋转圆盘电极可以应用于ORR
pine 旋转圆盘电极的优点就是电极溶液界面反应物的扩散层厚度与电极转速之间有着明确的函数应用，因此可以通过系统的改变反应的转速来调控反应物、产物的传质。
对光滑电极上发生的可逆性不好的氧还原反应，可以通过简单的数学处理，完全排除传质的影响从而获得电极对反应的内在动力学参数。
（2） Pine 旋转圆盘电极氧还原研究应用案例
1、 Angew. Chem. Int. Ed ，Sulfur and Nitrogen Dual-Doped Mesoporous Graphene Electrocatalyst for Oxygen Reduction with Synergistically
Enhanced Performance ；
2、 Angew. Chem. Int. Ed ，Nitrogen-Doped Ordered Mesoporous Graphitic Arrays with High Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction ；
3、 NATURE MATERIALS ，Co3O4 nanocrystals on graphene as a synergistic catalyst for oxygen reduction reaction ；
4、 ACS Applied Materials & Interfaces ，
NiCo2S4@graphene as a
常数
∙≈6
/13/1νδi D
Bifunctional Electrocatalyst for Oxygen Reduction and Evolution
Reactions；
5、Angew. Chem. Int. Ed，Nitrogen-Doped Carbon Nanosheets with Size-
Defined Mesopores as Highly Efficient Metal-Free Catalyst for the Oxygen
Reduction;
6、Elsevier,An Efficient Bi-functional Electrocatalyst Based on Strongly
Coupled CoFe2O4/Carbon Nanotubes Hybrid for Oxygen Reduction and
Oxygen Evolution;
7、pine旋转圆盘电极用于多铜氧化酶催化氧还原动力学研究;
8、pine旋转圆盘电极用于金属掺杂聚吡咯碳化物PPY-M 的制备及其
氧还原反应电催化活性的研究;
9、pine旋转圆盘电极用于石墨烯的功能化修饰及其在氧还原电催化中
的应用研究；
10、pine旋转圆盘电极用于碳基无金属氧还原电催化剂研究
（3）pine旋转圆盘电极实验操作范例
A:酸性体系
0.1M高氯酸，25摄氏度，商业Pt/C作为催化剂，5 mg 20% Pt/C(JM公
司)溶于300uL水，700uL异丙醇，100uL 5%Nafion超声一小时，滴10uL
在5mm盘电极上，在N2下CV50圈（0-1.23 V VS.RHE），然后LSV（1-
0.2 V VS.RHE，在饱和氧气条件下），分别在2500、2025、1600、1225、
900、625、400转。
B:碱性体系
0.1M氢氧化钾，25摄氏度，商业Pt/C作为催化剂，5 mg 20% Pt/C(JM公
司)溶于300uL水，700uL异丙醇，100uL 5%Nafion超声一小时，滴10uL
在5mm盘电极上，在N2下CV50圈（0.2-0.9 V VS.SCE），然后LSV（0-
0.9 V VS.SCE，在饱和氧气条件下），分别在2500、2025、1600、1225、
900、625、400转。
（4）注意事项
1、电极打磨一般先用5um抛光粉抛光，再用0.5um和0.05um抛光粉
抛至平滑；
2、一般滴10uL催化剂溶液到电极表面，再用表面皿或培养皿或烧杯
将其盖上，自然晾干即可。
不推荐烘箱高温烘干，这种方式制备的催
化剂容易裂开。
若采用红外加热的方式，则功率应尽量调小；
3、LSV扫描时，推荐先从低速预扫至高速，再从高速扫至低速；
4、LSV扫描前，先往电解液中通入O2，扫描LSV时，继续往电解液液
面上通入O2，保证电解液中O2饱和；
5、电解池的密封可以确保实验过程中电解液中O2饱和。
若密封不
好，会造成O2逸出，实验数据不成规律
（5）pine旋转圆盘电极特点
美国pine旋转圆盘电极由理化公司代理，理化公司拥有专业的应用工程师、销售工程师、调试工程师。
Pine旋转圆盘电极独有大电极，反应更充分，数据更科学，更具有研究
型；
Pine旋转圆盘电极杆超准直，即便是大电极，也能提供稳定的动力学反
应条件；
Pine旋转原盘电极为全球电化学科学家的首选，中国已有超过1000名用户在使用。