旋轉(zhuǎn)圓盤電極

1、POWERPOINTTEMPLATE5.旋轉(zhuǎn)圓盤電極法 PPT模板下載： 行業(yè)PPT模板： 節(jié)日PPT模板： PPT素材下載： PPT圖表下載： 優(yōu)秀PPT下載： PPT教程： Word教程： Excel教程： 資料下載： PPT課件下載： 范文下載： 試卷下載： 教案下載： PPT論壇： 點(diǎn)擊此處添加標(biāo)題點(diǎn)擊此處添加標(biāo)題ADD YOUR TITLE HERE目錄1、簡(jiǎn)介2、基本構(gòu)造3、基本原理4、應(yīng)用舉例基本簡(jiǎn)介 在1942 年,Levich 根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)原理首次提出RDE （rotating disk electrode） 理論, 引起電化學(xué)界廣泛注意。1949 年,Siver 和Kab

2、aonv 從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了這個(gè)理論, 并在幾年之后獲得了實(shí)際應(yīng)。 它克服了靜止電極和經(jīng)典的振動(dòng)線電極存在的某些缺點(diǎn), 使電化學(xué)發(fā)展達(dá)到一個(gè)新的水平。通常平面電極上的電流是不均勻的而且水溶液中的傳質(zhì)速度也比較小。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(duì)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(gè)盤，所以也叫旋轉(zhuǎn)圓盤電極。旋轉(zhuǎn)圓盤電極優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)圓盤電極優(yōu)點(diǎn)固體靜電極缺點(diǎn)固體靜電極缺點(diǎn)消除濃差極化很容易產(chǎn)生濃差極化被拋光的電極表面, 保持幾何形狀和尺寸不發(fā)生變化。發(fā)生變化（清除由于氧化膜、鈍化膜以及其它不需要的化學(xué)副反應(yīng)的產(chǎn)生

3、, 會(huì)造成電極表面的污染簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)裝置( 如攪拌系統(tǒng)) 清除電極表面污染的操作會(huì)使電極的幾何形狀和尺寸發(fā)生變化?？蓽?zhǔn)確地表征已知量與被測(cè)量之間關(guān)系制作簡(jiǎn)單, 操作方便電極表面擴(kuò)散層厚度的隨機(jī)變化和電解池中攪拌系統(tǒng)造成電解液流動(dòng)的紊亂狀態(tài), 使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能重現(xiàn)圓盤構(gòu)造圓盤構(gòu)造我們工作室致力于專業(yè)PPT模板的發(fā)布，課件及匯報(bào)PPT的美化，并為您提供專業(yè)的PPT個(gè)性定制服務(wù)。我們秉承“給您演示的光和熱”的理念，為您分擔(dān)職場(chǎng)壓力,讓您的每一次亮相都信心澎湃。標(biāo)題標(biāo)題我們工作室致力于專業(yè)PPT模板的發(fā)布，課件及匯報(bào)PPT的美化，并為您提供專業(yè)的PPT個(gè)性定制服務(wù)。我們秉承“給您演示的光和熱”的理念，為您分

4、擔(dān)職場(chǎng)壓力,讓您的每一次亮相都信心澎湃。標(biāo)題標(biāo)題我們工作室致力于專業(yè)PPT模板的發(fā)布，課件及匯報(bào)PPT的美化，并為您提供專業(yè)的PPT個(gè)性定制服務(wù)。我們秉承“給您演示的光和熱”的理念，為您分擔(dān)職場(chǎng)壓力,讓您的每一次亮相都信心澎湃。我們工作室致力于專業(yè)PPT模板的發(fā)布，課件及匯報(bào)PPT的美化，并為您提供專業(yè)的PPT個(gè)性定制服務(wù)。我們秉承“給您演示的光和熱”的理念，為您分擔(dān)職場(chǎng)壓力,讓您的每一次亮相都信心澎湃。2點(diǎn)擊此處添加標(biāo)題點(diǎn)擊此處添加標(biāo)題ADD YOUR TITLE HERE基本原理 旋轉(zhuǎn)圓盤電極是電極理論與流體動(dòng)力學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物, 因此它也稱為流體動(dòng)力學(xué)電極。其工作原理的基本要點(diǎn)是：物質(zhì)傳遞和

5、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(dòng)是按流體動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行的。旋轉(zhuǎn)圓盤電極的應(yīng)用用旋轉(zhuǎn)圓盤電極測(cè)定電化學(xué)動(dòng)力學(xué)參數(shù).溶液為15 m MFe ( C N ) 孟一+ 15 o M F e ( C N )音一+ l。OM K C I ,輔助電極用鉑片, 參比電極用飽和甘汞電極,電解池采用底部為錐形的玻璃電解池, 電解池上端中央開口應(yīng)與電極固定端緊密配合,以保證測(cè)量過程中電解池處于密封狀態(tài)。極化電源用一般恒電位儀或恒電流裝置。電位測(cè)量可以用普通測(cè)最設(shè)備, 例如高阻電位差計(jì)、數(shù)字電壓表、示波器或X 一Y 記錄儀。電機(jī)采用轉(zhuǎn)速恒定的同步電機(jī)。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中裝有變速裝置( 采用帶輪或齒輪均可

6、) , 因此, 可以測(cè)量電極在不同轉(zhuǎn)速下的極化曲線, 以及不同轉(zhuǎn)速對(duì)各種電化學(xué)參數(shù)的影響。每次測(cè)量前先用金相砂紙將電極磨平, 然后用濃硫酸及蒸餾水洗滌。電極浸入濃液后通氮或氫20 分鐘, 然后開始進(jìn)行測(cè)最, 在整個(gè)測(cè)量過程中繼續(xù)通氮或氫。全部測(cè)一錄在室溫下( 2 0 ) 進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)所用的旋轉(zhuǎn)圓盤電極和旋轉(zhuǎn)L型電極圖2、用旋轉(zhuǎn)圓盤電極在不同轉(zhuǎn)速下測(cè)得的極化曲線。1480轉(zhuǎn)/分，21250轉(zhuǎn)/分，32790轉(zhuǎn)/分，44290轉(zhuǎn)/分從圖中曲線可以看出當(dāng)電極轉(zhuǎn)速增大時(shí), 極限電流也迅速上升, 在其它條件完全相同的估況下, 當(dāng)電極轉(zhuǎn)速為4 80 轉(zhuǎn)/ 分時(shí), Id = 3A , 而轉(zhuǎn)速為4 2 9 0轉(zhuǎn)

7、/ 分時(shí),Id = 9 4A 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)規(guī)律： Levich公式符合圖3是由圖2轉(zhuǎn)換為極限擴(kuò)散電流Id與轉(zhuǎn)速的平方根1/2的關(guān)系圖實(shí)驗(yàn)表明, 旋轉(zhuǎn)圓盤電極在不出現(xiàn)湍流的情況下, Id 與1/2成正比。由圖中良好的直線關(guān)系說明我們的實(shí)驗(yàn)裝置是完全符合要求的。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的極限擴(kuò)散( 圖2 )值,如果取v= 1 0-2cm2 /sec,由公式( 2 ) 可算出:D(Fe(CN)64-)=5.010-8cm2 /sec D(Fe(CN)63-)=5.610-8cm2 /sec與25下無(wú)限稀釋下D(Fe(CN)64-)=7.410-8cm2 /sec D(Fe(CN)63-)=8.910-8

8、cm2 /sec的比較接近。Fe(CN)64-的擴(kuò)散系數(shù)稍小于Fe(CN)63-的擴(kuò)散系數(shù)，這是由于前者帶有較多的電荷, 溶劑化程度較大, 離子半徑亦大, 所以在溶液中的運(yùn)動(dòng)速度較慢。在研究電化學(xué)步驟控制的電極過程中,反應(yīng)粒子的傳遞速度與電荷轉(zhuǎn)移速度相比一定是快步驟。如果某一體系中二者的速度較接近, 則出現(xiàn)混合控制, 其化學(xué)極化的規(guī)律必然受到濃差極化的嚴(yán)重影響。應(yīng)用旋轉(zhuǎn)圓盤電極, 雖然可以大大增加反應(yīng)粒子的傳遞速度, 但對(duì)許多電化學(xué)步驟速度較快的體系來說, 也不免在一定程度上受濃差極化的影響, 因此在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上, 曲線的直線段很短( 參看圖5曲線1) , 以致很難準(zhǔn)確確定其T af el 斜

9、率。為了克服這一困難, 我們采用了旋轉(zhuǎn)“ L ” 形電極( 圖1 右) , 該電極的特點(diǎn)是: 圖4中曲線1 和曲線2 是在相同電極面積, 同一轉(zhuǎn)速, 同一體系中分別用圓盤電極和“ L ” 型電極測(cè)得的陰極極化曲線, 在圓盤電極上得到的極限電流為85A ,在“ L . 型電極上得到的極限電流為302A ,后者比前者大3.5倍。利用“ L ” 型旋轉(zhuǎn)電極大大提高了極限擴(kuò)散電流值。采用“ L” 型電極不僅提高了極限電流，而且更有利于校正濃差極化及低電流密度區(qū)逆電流的影響。為了達(dá)到這一目的, 許多作者推導(dǎo)了下列電化學(xué)動(dòng)力學(xué)方程：校正后的Tafel線與原來的Tafel線比較, 直線段相應(yīng)地延長(zhǎng)了。圖5

10、中曲線1 及2 分別是在圓盤電極及“ L ”型電極上測(cè)得的Tafel曲線。從圖中可以看出1曲線 受濃差極化影響相 當(dāng)嚴(yán)重 , 幾乎找不到直線段, 曲線2 的直線段也較短而難以確定, 曲線3 是由曲線2 經(jīng)方程式( 3 )校正后得到的, 其直線段較長(zhǎng), 從而可以準(zhǔn)確地計(jì)算T a f e l 斜率:。由校正后的Tafe1 線還可以求出交換電流id = 3 .8 X 1 0-3 A / c m2 ，以及反應(yīng)速度常數(shù)K= 2 . 6 2 x 10 -3 cm /sec,在實(shí)驗(yàn)中, 電極表而未作活化處理, 測(cè)得的反應(yīng)速度常數(shù)與我們?cè)脮簯B(tài)法得到的結(jié)果比較, 數(shù)據(jù)偏低，在高電流密度區(qū), 山于濃差極化的影響變得越來越大, 即使經(jīng)( 3 ) 式校正后的數(shù)據(jù)也偏離T af el 直線。應(yīng)用旋轉(zhuǎn)圓盤電極測(cè)定了D(Fe(CN)64-)=5.010-8cm2 /sec D(Fe(CN)63-)=5.610-