流體動(dòng)力學(xué)伏安法基礎(chǔ)測(cè)量和應(yīng)用
流體動(dòng)力學(xué)伏安法通過(guò)電極在溶液中的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流來(lái)控制圓盤(pán)電極表面附近擴(kuò)散層的厚度。電極轉(zhuǎn)速越高，溶液的對(duì)流越快，從而使擴(kuò)散層變薄，擴(kuò)散速度增大。即反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散速度可由電極旋轉(zhuǎn)速率控制。
通過(guò)Nernst擴(kuò)散層模型可用數(shù)學(xué)公式解析傳質(zhì)過(guò)程。計(jì)算擴(kuò)散層厚度，和最大濃度梯度下的擴(kuò)散極限電流。通過(guò)繪制擴(kuò)散極限電流對(duì)旋轉(zhuǎn)角速度平方根作圖，可以繪制線性Levich圖。從圖中直線的斜率，可以得到反應(yīng)電子數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)等電化學(xué)參數(shù)。
通過(guò)在圓盤(pán)電極周圍安裝了環(huán)電極，因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力會(huì)將圓盤(pán)電極上生成的氧化產(chǎn)物傳輸?shù)江h(huán)電極上，并在環(huán)電極上進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)分析環(huán)電極電流，可以得到關(guān)于圓盤(pán)電極反應(yīng)的產(chǎn)物和中間體的信息。
詳細(xì)介紹請(qǐng)觀看下列視頻(1),(2),(3)。
- 視頻(1)
- 視頻(2)
- 視頻(3)
流體動(dòng)力學(xué)伏安法基礎(chǔ)測(cè)量和應(yīng)用 視頻(1)
內(nèi)容提要：
[00:00]1. 導(dǎo)言
[00:33] 1.1 什么是電化學(xué)反應(yīng)？
[00:46] 1.2 影響電極反應(yīng)速率的因素
[02:04] 1.3 傳質(zhì)方法
[03:53] 2.1 旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極(RDE) 測(cè)量
[05:22] 2.1 旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極（RDE）中的物質(zhì)傳輸
[07:27] 2.2 RDE測(cè)量所需的設(shè)備
[07:48] 2.3 可逆反應(yīng)體系的RDE測(cè)量 （擴(kuò)散極限電流，Levich公式）
[10:12] 視頻1結(jié)束
下載 流體動(dòng)力學(xué)伏安法基礎(chǔ)測(cè)量和應(yīng)用_視頻1(13.5MB)
視頻1這部分，首先介紹了電化學(xué)反應(yīng)的概念，電化學(xué)反應(yīng)的3個(gè)基本步驟，電極反應(yīng)速率（即電流）的控制過(guò)程，以及電化學(xué)活性物質(zhì)的傳質(zhì)方式。然后介紹了旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極RDE測(cè)量的特點(diǎn)，Nernst擴(kuò)散層模型以及擴(kuò)散極限電流的Levich 公式。RDE測(cè)量所需的儀器以及可逆體系的RDE測(cè)量實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。
流體動(dòng)力學(xué)伏安法基礎(chǔ)測(cè)量和應(yīng)用 視頻(2)
內(nèi)容提要：
[00:00] 2.3.4 RRDE-3A電極旋轉(zhuǎn)儀與恒電位儀(Model 2325)的遙控連接
[05:35] 2.4 不可逆反應(yīng)體系的RDE測(cè)量 （Koutecky-Levich公式）
[09:23] 視頻2結(jié)束
下載 流體動(dòng)力學(xué)伏安法基礎(chǔ)測(cè)量和應(yīng)用_視頻2(8.9MB)
視頻2這部分接著介紹了可逆體系的RDE測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的儀器連接，測(cè)量參數(shù)設(shè)定，測(cè)量數(shù)據(jù)的解析和2325的自動(dòng)Levich圖解析和參數(shù)計(jì)算功能。
然后以氧的還原反應(yīng)為例介紹了不可逆體系的RDE測(cè)量，Koutecky-Levich方程 ，和Koutecky-Levich圖的數(shù)據(jù)解析方法，以及2325的自動(dòng)K-Levich圖解析和參數(shù)計(jì)算功能。
流體動(dòng)力學(xué)伏安法基礎(chǔ)測(cè)量和應(yīng)用 視頻(3)
[00:00] 3.旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極 (RRDE) 測(cè)量
[00:00] 3.1 RRDE旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極的特點(diǎn)
[01:02] 3.2 RRDE測(cè)量的應(yīng)用
[01:42] 3.3 RRDE測(cè)量所需的設(shè)備
[02:53] 3.4 RRDE收集效率的理論計(jì)算
[04:46] 3.5 使用可逆系統(tǒng)的RRDE收集效率測(cè)量
[06:27] 3.6 堿性溶液中氧還原反應(yīng)的RRDE實(shí)驗(yàn)
[10:11] 4.總結(jié)
下載 流體動(dòng)力學(xué)伏安法基礎(chǔ)測(cè)量和應(yīng)用_視頻3(17.1MB)
視頻3這部分，簡(jiǎn)單介紹了RRDE旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極的特點(diǎn) ，RRDE測(cè)量的燃料電池研究領(lǐng)域中的應(yīng)用，RRDE測(cè)量所需的儀器和設(shè)備及其注意點(diǎn)。介紹了RRDE電極收集率的理論計(jì)算方法，以及使用可逆體系進(jìn)RRDE電極的收集率測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法。
最后以堿性溶液中氧化還原反應(yīng)RRDE實(shí)驗(yàn)為例，介紹了從RRDE測(cè)量得到的圓環(huán)和圓盤(pán)電流，計(jì)算圓盤(pán)電極催化劑的氧還原反應(yīng)電子數(shù)和過(guò)氧化氫的生成速率的計(jì)算公式。