為了研究電極表面電流密度的分布情�、減少或消除�(kuò)散層等因素的影響,電化學(xué)研究人員通過(guò)�(duì)比各種電極和攪拌的方�,開(kāi)�(fā)出了一種高速旋�(zhuǎn)的電�,由于這種電極的端面像一�(gè)�(pán),所以也叫旋�(zhuǎn)圓盤(pán)電極(rotating disk electrode,RDE),簡(jiǎn)�(chēng)旋盤(pán)電極,還叫轉(zhuǎn)�(pán)電極。還有基于這種電極�(jìn)一步改�(jìn)了的旋轉(zhuǎn)圓環(huán)電極�,可以測(cè)量更為復(fù)雜的電極�(guò)程的電化�(xué)參數(shù)�
為了研究電極表面電流密度的分布情況、減少或消除�(kuò)散層等因素的影響,電化學(xué)研究人員通過(guò)�(duì)比各種電極和攪拌的方�,開(kāi)�(fā)出了一種高速旋�(zhuǎn)的電�,由于這種電極的端面像一�(gè)�(pán),所以也叫旋�(zhuǎn)圓盤(pán)電極(rotating disk electrode,RDE),�(jiǎn)�(chēng)旋盤(pán)電極,還叫轉(zhuǎn)�(pán)電極。還有基于這種電極�(jìn)一步改�(jìn)了的旋轉(zhuǎn)圓環(huán)電極�,可以測(cè)量更為復(fù)雜的電極�(guò)程的電化�(xué)參數(shù)�
這種電極的結(jié)�(gòu)特點(diǎn)是圓�(pán)電極與垂直于它的�(zhuǎn)軸同心并具有良好的軸�(duì)�(chēng);圓�(pán)�?chē)慕^緣層相對(duì)有一定厚�,可以忽略流體動(dòng)力學(xué)上的邊緣效應(yīng);同�(shí)電極表面的粗糙度�(yuǎn)小于�(kuò)散層厚度�
在測(cè)量時(shí)電極浸入�(cè)量溶液不宜太�,一般以2�3mm為宜。電極的�(zhuǎn)速要適當(dāng),太慢時(shí)自然�(duì)流起主要作用,太快時(shí)則會(huì)出現(xiàn)湍流,不能得到有效參�(shù)。要求在旋轉(zhuǎn)�(guò)程中保證電極表面出現(xiàn)層流狀�(tài)�
旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極的極限擴(kuò)散電流密度公�,由V.G.Levich(前蘇�(lián))�1942年提�,Levich方程如下,極限擴(kuò)散電流iL是研究電化學(xué)�(dòng)力學(xué)的重要參�(shù)。如果在不同�(zhuǎn)速條件下�(cè)得iL值,作iL-ω1/2�,可求出D;用�(biāo)�(zhǔn)溶液�(biāo)定后可測(cè)反應(yīng)物種的濃�,常用于定量分析�
方程中:
iL:levich 電流
n:電荷轉(zhuǎn)移數(shù)
F:法拉第常�(shù)
A:電極面�
D:擴(kuò)散系�(shù)
w:旋�(zhuǎn)�(pán)角速度
v:粘�
c:溶液濃�
利用旋轉(zhuǎn)圓環(huán)圓盤(pán)電極可以檢測(cè)出電極反�(yīng)�(chǎn)物特別是中間�(chǎn)物的存在形式與生成量,或圓環(huán)電極上捕集到的盤(pán)電極反應(yīng)�(chǎn)物的�(wěn)定性等,利用這些�(cè)量可以探�(cè)一些復(fù)雜電極反�(yīng)的機(jī)理和獲取更多的電極過(guò)程信息。因此在�(xiàn)代電化學(xué)�(cè)量中是常用的�(cè)試手�。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�(lái)�(jìn)行測(cè)��