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旋转圆盘电极装置结构

时间:2025-11-04     【原创】

  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。

  旋转圆盘电极装置配置参数


  1. 高精度日本电机+氢芯科技电机驱动,转速实时反馈、扭矩自动补偿。


  2. LED转速显示+数控编码器转速控制,转速锁定+断电转速记忆,比模拟量控制更精准、易于调节。


  3. 转速控制范围:50-9800rpm,每1000rpm的误差小于±1rpm。


  4. 采用32位DSP数字通讯+光电闭环控制,转速控制精度高于万分之一。


  5. 电极螺纹接口可兼容美国PINE电极头。


  6. 电极旋转机构与转速控制主机为分体可拆式结构,方便将旋转机构置入手套箱。


  7. 支持50ml-500ml规格双层夹套电解池。


  8. 具有信号输入/输出接口,可通过输入外部信号控制转速。


  9. 高精度日本轴承+316L不锈钢旋转杆,旋转杆长度>200mm,旋转轴轴径16mm。


  10.采用长度可调的弹簧+含银量>80%的银碳刷对极结构,接触更好,电信号传输稳定。

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。


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