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流体动力学伏安法基础测量和应用

    流体动力学伏安法通过电极在溶液中的稳定旋转,进行强制对流来控制圆盘电极表面附近扩散层的厚度。电极转速越高,溶液的对流越快,从而使扩散层变薄,扩散速度增大。即反应物和生成物的扩散速度可由电极旋转速率控制。
通过Nernst扩散层模型可用数学公式解析传质过程。计算扩散层厚度,和最大浓度梯度下的扩散极限电流。通过绘制扩散极限电流对旋转角速度平方根作图,可以绘制线性Levich图。从图中直线的斜率,可以得到反应电子数和扩散系数等电化学参数。

    通过在圆盘电极周围安装了环电极,因旋转产生的离心力会将圆盘电极上生成的氧化产物传输到环电极上,并在环电极上进行检测。通过分析环电极电流,可以得到关于圆盘电极反应的产物和中间体的信息。

详细介绍请观看下列视频(1),(2),(3)。

  • 视频(1)
  • 视频(2)
  • 视频(3)

流体动力学伏安法基础测量和应用 视频(1)
内容提要:
[00:00]1. 导言
[00:33] 1.1 什么是电化学反应?
[00:46] 1.2 影响电极反应速率的因素
[02:04] 1.3 传质方法
[03:53] 2.1 旋转圆盘电极(RDE) 测量
[05:22] 2.1 旋转圆盘电极(RDE)中的物质传输
[07:27] 2.2 RDE测量所需的设备
[07:48] 2.3 可逆反应体系的RDE测量 (扩散极限电流,Levich公式)
[10:12] 视频1结束

download.下载 流体动力学伏安法基础测量和应用_视频1(13.5MB)

视频1这部分,首先介绍了电化学反应的概念,电化学反应的3个基本步骤,电极反应速率(即电流)的控制过程,以及电化学活性物质的传质方式。然后介绍了旋转圆盘电极RDE测量的特点,Nernst扩散层模型以及扩散极限电流的Levich 公式。RDE测量所需的仪器以及可逆体系的RDE测量实验准备。

流体动力学伏安法基础测量和应用 视频(2)

内容提要:
[00:00] 2.3.4 RRDE-3A电极旋转仪与恒电位仪(Model 2325)的遥控连接
[05:35] 2.4 不可逆反应体系的RDE测量 (Koutecky-Levich公式)
[09:23] 视频2结束

download.下载 流体动力学伏安法基础测量和应用_视频2(8.9MB)

视频2这部分接着介绍了可逆体系的RDE测量实验中的仪器连接,测量参数设定,测量数据的解析和2325的自动Levich图解析和参数计算功能。
然后以氧的还原反应为例介绍了不可逆体系的RDE测量,Koutecky-Levich方程 ,和Koutecky-Levich图的数据解析方法,以及2325的自动K-Levich图解析和参数计算功能。

流体动力学伏安法基础测量和应用 视频(3)

[00:00] 3.旋转环盘电极 (RRDE) 测量
[00:00] 3.1 RRDE旋转环盘电极的特点
[01:02] 3.2 RRDE测量的应用
[01:42] 3.3 RRDE测量所需的设备
[02:53] 3.4 RRDE收集效率的理论计算
[04:46] 3.5 使用可逆系统的RRDE收集效率测量
[06:27] 3.6 碱性溶液中氧还原反应的RRDE实验
[10:11] 4.总结

download.下载 流体动力学伏安法基础测量和应用_视频3(17.1MB)

视频3这部分,简单介绍了RRDE旋转环盘电极的特点 ,RRDE测量的燃料电池研究领域中的应用,RRDE测量所需的仪器和设备及其注意点。介绍了RRDE电极收集率的理论计算方法,以及使用可逆体系进RRDE电极的收集率测量的实验方法。

最后以碱性溶液中氧化还原反应RRDE实验为例,介绍了从RRDE测量得到的圆环和圆盘电流,计算圆盘电极催化剂的氧还原反应电子数和过氧化氢的生成速率的计算公式。


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最近更新时间 2021/02/19
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