旋转圆盘电极（RDE）和旋转环盘电极（RRDE）是研究氧还原反应（ORR）最常用的电化学装置。核心作用是：通过旋转强制对流，减薄并稳定扩散层，消除氧气传质限制，从而测量ORR的本征动力学、电子转移数和中间产物选择性。
1. 装置与原理
RDE：盘电极旋转，溶液被“泵”向电极表面，形成厚度均匀的扩散层。
极限电流可用 Levich 方程描述：
jL=0.62nFD2/3ν−1/6Cω1/2
RRDE：在盘电极外围加环电极。盘上生成的 H₂O₂ 被液流带到环上氧化/还原，可定量检测。
关键参数是收集效率 N。
2. 典型测试流程
电极预处理：玻碳盘用 Al₂O₃ 粉抛光至镜面，超声清洗。RRDE 避免环被污染。
催化剂 ink 滴涂：催化剂 + 乙醇/异丙醇 + Nafion，超声分散后滴到盘电极，自然晾干。
电解液：常用 0.1 M KOH、0.5 M H₂SO₄ 或 0.1 M HClO₄，测试前通 O₂ 至少 30 min。
电化学测试：
3. 关键数据分析
活性：半波电位 E1/2 越正，活性越好；极限电流密度 jL 反映传质。
Koutecky–Levich 分析：
j1=jk1+Bω1/21
由斜率可求电子转移数 n，截距得动力学电流 jk。
RRDE 选择性：
n=Id+Ir/N4IdH2O2%=Id+Ir/N200Ir/N
n 越接近 4，说明越倾向于四电子直接生成水；H₂O₂% 越低越好。
4. 常见注意事项
必须做 iR 补偿，否则 Tafel 斜率和动力学参数会失真。
扣除 N₂ 背景电流。
催化剂负载量要一致，过厚会影响 RRDE 收集效率。
保持 O₂ 饱和、温度稳定、参比电极电位准确转换到 RHE。
RRDE 环电位设置要合适，否则 H₂O₂ 检测效率下降。
