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旋转圆盘电极装置 RRDE型

时间:2024-12-16     【原创】

一、仪器简介及使用范围

 

旋转圆盘电极广泛应用于现代电分析化学及电极过程和均相化学反应研究,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,这是电极反应动力学中少有的特例。

 

二、主要技术指标

 

1、仪器在开机通电旋转30min后可在下列环境中连续使用

①环境温度:040

②相对湿度:≤80%

③电  源:220V±22V   50Hz±0.5Hz

④无显著振动和强电磁场。

2、转速范围:08000r/in

3、精  度:测速精度可达0.5%±1个字(满度)

4、转速稳定度:1500 r/in以上相对标准偏差优于1%

         1500 r/in以下标准偏差不大于20 r/in

             8000 r/in时不超过50 r/in

5、电极头径向跳动≤0.05mm;无轴向窜动

6、电极与其它部分的绝缘电阻>10MΩ

7、外形尺寸:210×240×320mm

8、重  量:7.6Kg

9、功  耗:<25W

 

三、工作原理

 

旋转圆盘电极广泛应用于现代电分析化学,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=0.62FAD2/3ω1/2γ1/6C

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/s

F:法拉第常数。

γ:溶液的动力学粘度,cm2/s

ω:电极的旋转速度,rad/s

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N的平方根成良好的线性关系,如以Id和N1/2作图,可得一直线,其斜率为0.62FAD2γ-1/6C,则可求出反应粒子的扩散系数D。

根据动力学原理,在层流条件下,旋转圆盘电极的表面扩散层有效厚度为:

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/s

γ:溶液的动力粘度,cm2/s

ω:旋转速度,r/s

由此可见,旋转圆盘电极表面扩散有效厚度δ是一个可准确计算的量,一旦知道D、γ、ω就可以计算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。


四、旋转圆盘电极的结构

 

RRDE型旋转圆盘电极(主要由驱动,传动电极头几部分组成,其外形和主要结构可参见结构示意图。

旋转圆盘电极由装在上部装有进口瑞士的电机驱动,电机与主轴之间用万向联轴器实现传动。主轴下端安装电极头,为了能适用多种电极而采用螺纹连接,由轴上的弹簧顶针与电极保持接触。主轴与外界的电气联接设有电刷能达到要求(接触电阻<10Ω)。

电极头以聚四氟乙烯作基体,底部装配有不同材料的电极,可根据需要给予加工。


 

五、正常维护和常见故障的排除

1、设备应放置在干燥处,不宜在有腐蚀性气体的圆境中使用。

2、仪器如发现三电极系统不正常,请检查参比、辅助电极是否正常,工作电极的表面是否光滑。三电极和后面板三电极接口是否相通。工作电极电刷与主轴之间连接电阻是否太大。正常情况下小于10Ω。

3、液内通气时的气体流量应适当控制,以防止过大的气流将电解液冲向电极支持模块。

4、开启电源后,如显示屏不亮,可能要重新更换保险丝。

5、所用的交流电应有可靠的接地。

6、仪器发现其它故障可与我公司联系。

六、运输及贮存

1、仪器由常规交通工具运输,在运输过程中,必须防止受强烈冲击、雨淋及曝晒。

2、仪器应贮存于圆境温度040℃、相对湿度不大于80%的库房中,库房中不得存放腐蚀性气体和腐蚀性化学药品,长期不用应用防尘罩罩好,并置于通风干燥处。 


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