旋转圆盘电极（RDE）测过氧化氢（H₂O₂），通常用于电化学检测 H₂O₂ 浓度、研究其氧化还原动力学，或作为 ORR 中 H₂O₂ 产率分析的辅助手段。H₂O₂ 在电极上可发生还原或氧化：酸性中还原为�2�2+2�++2�−→2�2�H2O2+2H++2e−→2H2O，碱性中�2�2+2�−→2��−H2O2+2e−→2OH−；也可氧化为�2�2→�2+2�++2�−H2O2→O2+2H++2e−。R

电催化CO₂还原（CO₂RR）用旋转圆盘电极（RDE）研究，和ORR、HER有相似之处，但挑战更大。核心矛盾在于：CO₂在水溶液中溶解度低、扩散慢，且CO₂RR常与析氢反应（HER）竞争，产物复杂。RDE能通过旋转改善传质、建立可控扩散层，但很难像ORR那样直接给出清晰的极限扩散平台和电子转移数。它更多用于基础动力学筛选，并常结合旋转环盘电极（RRDE）或产物分析。一、CO₂RR的特点常压下，25 °C时CO₂在水中溶解度约0.033 M，远低于O₂？实际上O₂约1 mM，CO₂约33 mM，比O₂高，但CO&#8

氧还原反应（ORR）是燃料电池和金属空气电池的阴极核心反应，也是电催化研究中最常考察的反应之一。ORR 必须用旋转圆盘电极（RDE）来测，根本原因在于：ORR 的反应物 O₂ 在电解液中溶解度低、扩散慢，静态电极上反应很快受传质控制，无法准确获得动力学信息；而 RDE 能通过旋转建立稳定、可计算的扩散层，把传质变成可控变量，从而分离传质与动力学，得到本征活性。一、ORR 的传质瓶颈ORR 的反应物是溶解氧。在常压、室温下，O₂ 在水溶液中的溶解度很低，例如在 0.1 M HClO₄ 或 0.1 M KOH 中约 1 mM 量级，扩散系数也只

用旋转圆盘电极（RDE）计算电子转移数�n，主要有两种方法：Levich 法和Koutecky-Levich（K-L）法。ORR 中最常用 K-L 法；若结合旋转环盘电极（RRDE），还可直接由盘、环电流计算�n，结果更可靠。一、Levich 法在极限扩散控制区，极限电流密度��jL满足：��=0.62���2/3�−1/6��1/2jL=0.62nFD2/3ν−1/6Cω1/2其中�=96485C/molF=96485C/mol，�D为反应物扩散系数（cm²/s），�ν为动力粘度（cm²/s），�

旋转圆盘电极（Rotating Disk Electrode，RDE）是电化学研究中一种非常重要的工具，主要用于研究电极反应中的传质过程、反应动力学和催化剂性能。简单来说，它的作用是让工作电极在电解液中匀速旋转，从而在电极表面形成稳定、均匀、厚度可控的扩散层。通过改变转速，可以精确调节反应物到达电极表面的速度，把传质变成可控变量，进而分离传质与动力学，获得催化剂的本征活性信息。一、核心原理电极静止时，溶液中的反应物只能靠自然扩散到达电极表面，扩散层会随时间不断增厚，属于非稳态扩散，电流受时间、自然对流等因素影响，重复性差

旋转圆盘电极（RDE）是评价粉末电催化剂最常用的半电池测试工具。它的核心优势是：通过旋转在电极表面形成稳定、均匀、厚度可控的扩散层，从而把传质变成可调变量，分离传质与动力学，获得催化剂的本征活性。用RDE测催化剂，通常包括电极准备、墨水配制、滴涂、电化学测试和数据处理几个环节。一、电极准备常用工作电极为玻碳盘RDE，直径5 mm，面积约0.196 cm²。使用前依次用1.0、0.3、0.05 µm Al₂O₃抛光至镜面，每次抛光后超声清洗：超纯水→乙醇→超纯水，各3–5 min，氮气吹干。玻碳背景电流低、本身催化活性弱，

旋转圆盘电极（RDE）是电化学研究中最重要的工具之一。它的主要功能，是通过电极旋转在表面形成稳定、均匀、厚度可控的扩散层，从而把传质过程变成可调变量，用于研究电化学反应的传质、动力学和机理。具体功能可归纳为以下几方面。一、建立可控扩散层，研究传质过程RDE 最核心的功能是控制传质。电极静止时，扩散层随时间增厚，属于非稳态扩散，电流受自然对流、时间等因素干扰，重复性差。电极旋转时，溶液被甩向边缘，新鲜电解液不断补充到表面，形成稳态扩散层。转速越高，扩散层越薄，传质越快。因此，RDE 能把“扩散有多快”变成可精

氧还原反应（ORR）是燃料电池和金属空气电池的阴极反应，也是电催化研究中最常考察的反应之一。ORR 必须用旋转圆盘电极（RDE）来测，根本原因在于：ORR 的反应物 O₂ 在电解液中溶解度低、扩散慢，静态电极上反应很快受传质控制，无法准确获得动力学信息；而 RDE 能通过旋转建立稳定、可计算的扩散层，把传质变成可控变量，从而分离传质与动力学，得到本征活性。一、ORR 的特殊性：传质是瓶颈ORR 的反应物是溶解氧。在常压、室温下，O₂ 在水溶液中的溶解度很低，例如在 0.1 M HClO₄ 中约 1 mM 量级，在 0.1 M KOH 中也差

旋转圆盘电极（RDE）测电化学动力学，核心思想是：用旋转控制扩散层厚度，把传质过程变成已知且可调的变量，从而分离传质与动力学，获得催化剂的本征动力学参数。最典型的应用是氧还原反应（ORR），也常用于HER、OER、CO₂RR等。一、基本原理电极旋转时，溶液在电极表面形成稳定、均匀的扩散层。转速越高，扩散层越薄，极限扩散电流越大。对于扩散控制的可溶性反应物，极限扩散电流密度满足Levich方程：��=0.62���2/3�−1/6��1/2jL=0.62nFD2/3ν−1/6Cω1/2其中&

旋转圆盘电极（RDE）是电化学研究中非常重要的工具。它的核心作用，是让工作电极在电解液中匀速旋转，从而在电极表面形成稳定、均匀、可计算的扩散层。这样一来，电极反应不再只受动力学控制，还可以通过转速精确调节传质过程。因此，RDE 被广泛用于电催化、腐蚀、传感器、电池和基础电化学研究。下面从几个方面说明它的主要用途。一、研究扩散控制和极限扩散电流RDE 最经典的功能，是建立稳态扩散场。电极旋转时，溶液被甩向边缘，新鲜电解液不断补充到电极表面，扩散层厚度随转速升高而变薄。当反应物到达电极表面的速度成为限制步骤时，

旋转圆盘电极（RDE）测试析氢反应（HER）是评估粉末催化剂本征活性的常用方法。HER 是还原反应，酸性中为2�++2�−→�22H++2e−→H2，碱性中为2�2�+2�−→�2+2��−2H2O+2e−→H2+2OH−。与 ORR 不同，HER 反应物是质子或水，浓度高，通常不受扩散控制，因此 RDE 的旋转主要作用是去除电极表面氢气气泡、更新电解液，而不是建立极限扩散平台。测试核心是获得极化曲线，进而计算过电位、Tafel 斜率和稳定性。一、实验准备工作电极常用玻碳盘

旋转圆盘电极（RDE）测极限扩散电流，核心是让电极反应完全由传质控制，在极化曲线上出现不随电位明显变化的平台电流，即极限扩散电流。它是研究 ORR、HER、氧化还原体系动力学和计算电子转移数的重要参数。一、理论基础对于溶液中的可溶性反应物，在 RDE 上扩散控制时，极限扩散电流密度遵循 Levich 方程：��=0.62���2/3�−1/6��1/2jL=0.62nFD2/3ν−1/6Cω1/2其中：��jL为极限扩散电流密度（A/cm²）；�n为转移电子数；�=96485C/mo

用旋转圆盘电极（RDE）测 OER，整体和测 ORR 类似，但有几个关键区别：通常不通 O₂，而是通 N₂/Ar 除氧，因为 OER 是产氧反应，不需要 O₂ 饱和。旋转主要为了去除电极表面气泡、更新电解液，但 OER 本身受动力学控制，旋转不是绝对必须。iR 补偿极其重要。OER 电流大，未补偿的溶液电阻会让过电位虚高。对电极最好用石墨棒，避免 Pt 对电极在高电位下溶解、污染工作电极。下面按流程说明。1. 电极与电解液准备工作电极常用玻碳盘 RDE（GC-RDE），直径 5 mm，面积约 0.196 cm²。按前面说的滴涂法负载 OER 催化剂，载

旋转圆盘电极（RDE）滴催化剂通常指滴涂法/薄膜法：把催化剂墨水均匀滴在玻碳电极（GC）表面，干燥后形成薄催化层，再用于 RDE 测试。通用流程如下。1. 电极预处理玻碳电极依次用1.0、0.3、0.05 µm Al₂O₃抛光至镜面。每次抛光后超声清洗：超纯水 → 乙醇 → 超纯水，各 3–5 min。氮气吹干。可再用 0.5 M H₂SO₄ 循环伏安活化，确认表面干净。2. 催化剂墨水配制（常用示例）以 5 mm 玻碳电极（面积约 0.196 cm²）为例：称取5 mg 催化剂（如 Pt/C、IrO₂、过渡金属氧化物等）。加入500 µL 超纯

旋转圆盘电极：电化学研究中的精密工具在电化学研究的工具箱中，旋转圆盘电极（Rotating Disk Electrode，简称RDE）无疑是最经典且不可或缺的仪器之一。从燃料电池催化剂筛选到腐蚀机理研究，从传感器开发到基础电子转移理论验证，RDE都扮演着关键角色。那么，它究竟是干什么的？为何能在电化学领域占据如此重要的地位？一、解决什么问题？要理解RDE的价值，需先了解传统静态电极的局限。在静止溶液中，电极反应消耗反应物后，电极表面附近的浓度会迅速下降，形成一层厚厚的扩散层。反应物只能靠缓慢的扩散穿越这层“屏障”到达电极表面，

为什么旋转圆盘电极被广泛用于ORR测试？氧还原反应（ORR）是燃料电池和金属-空气电池的阴极核心反应，但其动力学缓慢、涉及多电子转移，且产物路径复杂。要评估催化剂优劣，必须获得可靠的本征动力学参数。旋转圆盘电极（RDE）之所以成为ORR测试的“标准工具”，根本原因在于它能精确控制传质、分离动力学与扩散，并提供可重复、可比较的稳态数据。第一，ORR严重受传质限制，而RDE恰好能定量调控传质。ORR通常在氧气饱和的电解液中进行，氧气溶解度低、扩散慢。在静止电极上，扩散层随时间无限增厚，电流持续衰减，无法获得稳态极化曲线。

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