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旋轉(zhuǎn)圓盤環(huán)盤電極的工作原理
為了研究電極表面電流密度的分布情況、減少或消除擴(kuò)散層等因素的影響，電化學(xué)研究人員通過對比各種電極和攪拌的方式，開發(fā)出了一種高速旋轉(zhuǎn)的電極，由于這種電極的端面像一個盤，所以也叫旋轉(zhuǎn)圓盤電極(rotating disk electrode，RDE)，簡稱旋盤電極，還叫轉(zhuǎn)盤電極。還有基于這種電極進(jìn)一步改進(jìn)了的旋轉(zhuǎn)圓環(huán)電極等，可以測量更為復(fù)雜的電極過程的電化學(xué)參數(shù)。
旋轉(zhuǎn)圓盤電極是電極理論與流體動力學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，因此它也稱為流體動力學(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)動是按流體動力學(xué)規(guī)律進(jìn)行的。
跟固態(tài)靜電極相比具有以下優(yōu)勢：
1、消除濃差極化；
2、被拋光的電極表面，保持幾何形狀和尺寸不發(fā)生變化；
3、可簡化實驗裝置(如攪拌系統(tǒng))；
4、可準(zhǔn)確地表征已知量與被測量之間關(guān)系，制作簡單，操作方便。
使用方法：
在測量時電極浸入測量溶液不宜太深，一般以2~3mm為宜。電極的轉(zhuǎn)速要適當(dāng)，太慢時自然對流起主要作用，太快時則會出現(xiàn)湍流，不能得到有效參數(shù)。要求在旋轉(zhuǎn)過程中保證電極表面出現(xiàn)層流狀態(tài)。
旋轉(zhuǎn)圓盤電極的極限擴(kuò)散電流密度公式，由V.G.Levich(前蘇聯(lián))于1942年提出，Levich方程如下，極限擴(kuò)散電流iL是研究電化學(xué)動力學(xué)的重要參數(shù)。如果在不同轉(zhuǎn)速條件下測得iL值，作iL-ω1/2圖，可求出D;用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定后可測反應(yīng)物種的濃度，常用于定量分析。
旋轉(zhuǎn)圓盤電極是一款定速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，集成了電化學(xué)領(lǐng)域的理念和技術(shù)，助力與高?？蒲性核?。該設(shè)備的圓盤電極與垂直于它的轉(zhuǎn)軸同心并具有良好的軸對稱；圓盤周圍的絕緣層相對有一定厚度，可以忽略流體動力學(xué)上的邊緣效應(yīng)；同時電極表面的粗糙度遠(yuǎn)小于擴(kuò)散層厚度。
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