旋转圆盘电极特点与应用

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旋转圆盘电极广泛应用在现代电分析化学及电极过程和均相化学反应的研究，当旋转圆盘电极自身旋转时，可以使溶液在电极表面进行有规律的运动（即层流运动），并且电极表面扩散层厚度随转速的变化而变化。因此，使对流扩散方程得到一个确切的分解。

RRDE-6A型旋转圆盘电极，由南京科环分析仪器有限公司研制生产，是一种微型旋转系统，用于恒定转速和流体动力学调制旋转环盘的电化学仪器。一个短的不锈钢轴和几毫米直径的电极组成了同心圆电极系统，这个系统即使是在激进的调制速率或波形下，也能够高度精确地旋转和调制。

RRDE-6A是由作为直流伺服电机驱动的比例积分闭环电路控制的。电极体积小，可快速互换。该装置还提供了一个可调的阀控制系统，用于调节净化电解液用的惰性气体的流量。

RRDE-6A可作为独立装置运行，也可由ALS / CHI/XJP等电化学分析仪或其他仪器直接控制。 分析开始时，内置的气体控制装置可以清洗样品。此外，玻璃电解池使用起来也较为方便，电极易于冲洗、清洁和更换。移动和替换电解池十分较容易。

主要技术性能及指标

1、仪器在开机通电旋转30分钟后可在下列环境中连续使用：

①环境温度：0～40℃

②相对湿度：≤80%

③电 源：220V±10% 50Hz

④无显著振动和强电磁场。

2、转速：

①转速设定：0－9999转/分

②转速范围:50～9000转/分

③转速稳定度：50—200转/分 相对误差<1%

≥200转/分 相对误差<0.5%

3、清洗、净化时间：

①时间设定：0－499秒

②时间显示方式：本机控制――递减，远程控制――递增

4、电极头径向跳动≤0.05mm；无轴向窜动

5、电极与其它部分的绝缘电阻>10MΩ

6、结果显示：1602全自动实时显示旋转速度/除氧时间/9种工作状态

7、旋转轴：不锈钢

8、电机：24V，无铁芯，MAX低惯性直流伺服

9、进气压力5 psi

10、远程、遥控:1 V相当于1000 rpm，输出电压与转速成正比

11、远程、遥控电平：TTL高电平触发

12、外形尺寸：210×240×320

13、重 量：7.6Kg

14、功 耗：<25W

基本工作原理

旋转圆盘电极广泛应用在现代电分析化学，以及电极动力学的研究。从四十年代就对旋转圆盘电极的流体力学模型和质量传递方程进行了大量的研究，其严格的，极限扩散电流方程式为：

Id=0.62nFAD2/3ω1/2γ-1/6C

式中：

Id：圆盘电极的极限扩散电流，A/Cm²

n：参与电化学反应的电子数Cm²/秒。F：法拉第常数。

γ：溶液的动力学粘度。Cm²/秒。

ω：电极的旋转速度。弧度/秒。

C：被测离子的浓度。

由方程式可知，旋转圆盘电极的极限扩散电流Id和转速V的平方根成良好的线性关系，如以Id对N½作图，可得一直线，其斜率为0.62nFAD2/3γ-1/6C，则可求出反应粒子的扩散系数D。

δ=1.61D1/3ω-1/2γ-1/6

式中：

δ：扩散层厚度。

D：被测电原性物质的扩散系数。Cm²/秒。

γ：溶液的动力粘度。Cm²/秒。

ω：旋转速度。转速/秒。

由此可见，旋转圆盘电极表面扩散层有效厚度δ是一个可准确计算的量，一旦知道D、γ、ω就可计算δ，旋转圆盘电极表面扩散层有效厚度δ具有这些优点，使之在电分析化学及工业生产中得到广泛的应用。