旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極RDE的工作原理基于物質(zhì)傳遞和電流密度受控于電化學(xué)活性物質(zhì)，而這些電化學(xué)活性物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)則是按流體動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行的。
旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極RDE作為一種重要的電化學(xué)研究工具，自其誕生以來(lái)，在電化學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了作用。以下是詳細(xì)介紹：
一、工作原理
旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極RDE的工作原理基于物質(zhì)傳遞和電流密度受控于電化學(xué)活性物質(zhì)，而這些電化學(xué)活性物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)則是按流體動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行的。在電極較高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，溶液中的物質(zhì)被強(qiáng)制對(duì)流至電極表面，從而加速了電極表面的反應(yīng)速率。這種強(qiáng)制對(duì)流作用有助于減少或消除擴(kuò)散層對(duì)電化學(xué)反應(yīng)的影響，使得測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確。
二、基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)：主要部分是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)，該圓盤(pán)與垂直于它的轉(zhuǎn)軸同心并具有良好的軸對(duì)稱(chēng)。圓盤(pán)周?chē)ǔ８采w有一定厚度的絕緣層，以減少流體動(dòng)力學(xué)上的邊緣效應(yīng)。
2、特點(diǎn)：電極表面的粗糙度遠(yuǎn)小于擴(kuò)散層厚度，這使得電極表面的物質(zhì)傳遞和電流密度得以有效控制。此外，電極溶液界面反應(yīng)物的擴(kuò)散層厚度與電極轉(zhuǎn)速之間有著明確的函數(shù)關(guān)系，因此可以通過(guò)改變電極轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)控反應(yīng)物和產(chǎn)物的傳質(zhì)。
三、優(yōu)點(diǎn)與改進(jìn)
旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極RDE的主要優(yōu)點(diǎn)在于其能夠通過(guò)改變電極轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)控反應(yīng)物和產(chǎn)物的傳質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電化學(xué)反應(yīng)的控制。此外，隨著科技的進(jìn)步和研究的深入，也在不斷進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。例如，旋轉(zhuǎn)環(huán)-盤(pán)電極就是在該設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)的，它能夠同時(shí)收集圓盤(pán)電極和環(huán)電極上的電流信號(hào)，為電化學(xué)研究提供了更為豐富的信息。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用：
1、電化學(xué)分析：用于測(cè)量電化學(xué)反應(yīng)速率、傳質(zhì)特性和溶液中的物種濃度，為電化學(xué)分析提供了有力的工具。
2、腐蝕研究：通過(guò)將金屬樣品作為工作電極，以旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的形式暴露在腐蝕介質(zhì)中，評(píng)估材料的耐蝕性能和腐蝕動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
3、能源轉(zhuǎn)化：在燃料電池研究中，評(píng)估燃料電池催化劑的性能、氧還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和質(zhì)子傳導(dǎo)等方面，為燃料電池的發(fā)展提供支持。
4、環(huán)境監(jiān)測(cè)：利用它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣、水質(zhì)等環(huán)境參數(shù)的變化，為環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。
5、材料科學(xué)：在電沉積、電刷鍍、陽(yáng)極氧化等過(guò)程中，通過(guò)控制電極轉(zhuǎn)速來(lái)控制材料的成膜均勻性、晶粒尺寸和其他特性，進(jìn)而優(yōu)化材料的性能。
五、技術(shù)參數(shù)：
較高轉(zhuǎn)速為3000RPM，收集率為37%
環(huán)盤(pán)間距：320um 工作溫度：10-25℃
盤(pán)面積：0.2475CM2
環(huán)面積：0.1866CM2 玻碳盤(pán)電極外徑：5.61mm
鉑環(huán)外徑：7.92mm 鉑環(huán)內(nèi)徑：6.25mm
盤(pán)材料：玻碳 環(huán)材料：鉑
綜上所述，旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極RDE作為一種重要的電化學(xué)研究工具，在電化學(xué)分析、腐蝕研究、能源轉(zhuǎn)化等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著科技的不斷發(fā)展，其應(yīng)用前景將更加廣闊。
