旋轉圓盤電極裝置特點與應用

旋轉圓盤(環盤)電極廣泛應用在現代電分析化學及電極過程和均相化學反應的研究，當旋轉圓盤電極自身旋轉時，可以使溶液在電極表面進行有規律的運動（即層流運動），并且電極表面擴散層厚度隨轉速的變化而變化。因此，使對流擴散方程得到一個確切的分解。

RRDE-6A型旋轉圓盤(環盤)電極，由南京科環分析儀器有限公司研制生產，是一種微型旋轉系統，用于恒定轉速和流體動力學調制旋轉環盤的電化學儀器。一個短的不銹鋼軸和幾毫米直徑的電極組成了同心圓電極系統，這個系統即使是在激進的調制速率或波形下，也能夠高度精確地旋轉和調制。

RRDE-6A是由作為直流伺服電機驅動的比例積分閉環電路控制的。電極體積小，可快速互換。該裝置還提供了一個可調的閥控制系統，用于調節凈化電解液用的惰性氣體的流量。

RRDE-6A可作為獨立裝置運行，也可由ALS / CHI/XJP等電化學分析儀或其他儀器直接控制。 分析開始時，內置的氣體控制裝置可以清洗樣品。此外，玻璃電解池使用起來也較為方便，電極易于沖洗、清潔和更換。移動和替換電解池十分較容易。

主要技術性能及指標

1、儀器在開機通電旋轉30分鐘后可在下列環境中連續使用：

①環境溫度：0～40℃

②相對濕度：≤80%

③電 源：220V±10% 50Hz

④無顯著振動和強電磁場。

2、轉速：

①轉速設定：0－9999轉/分

②轉速范圍:50～9000轉/分

③轉速穩定度：50—200轉/分 相對誤差<1%

≥200轉/分 相對誤差<0.5%

3、清洗、凈化時間：

①時間設定：0－499秒

②時間顯示方式：本機控制――遞減，遠程控制――遞增

4、電極頭徑向跳動≤0.05mm；無軸向竄動

5、電極與其它部分的絕緣電阻>10MΩ

6、結果顯示：1602全自動實時顯示旋轉速度/除氧時間/9種工作狀態

7、旋轉軸：不銹鋼

8、電機：24V，無鐵芯，MAX低慣性直流伺服

9、進氣壓力5 psi

10、遠程、遙控:1 V相當于1000 rpm，輸出電壓與轉速成正比

11、遠程、遙控電平：TTL高電平觸發

12、外形尺寸：210×240×320

13、重 量：7.6Kg

14、功 耗：<25W

基本工作原理

旋轉圓盤電極廣泛應用在現代電分析化學，以及電極動力學的研究。從四十年代就對旋轉圓盤電極的流體力學模型和質量傳遞方程進行了大量的研究，其嚴格的，極限擴散電流方程式為：

Id=0.62nFAD2/3ω1/2γ-1/6C

式中：

Id：圓盤電極的極限擴散電流，A/Cm²

n：參與電化學反應的電子數Cm²/秒。F：法拉第常數。

γ：溶液的動力學粘度。Cm²/秒。

ω：電極的旋轉速度。弧度/秒。

C：被測離子的濃度。

由方程式可知，旋轉圓盤電極的極限擴散電流Id和轉速V的平方根成良好的線性關系，如以Id對N½作圖，可得一直線，其斜率為0.62nFAD2/3γ-1/6C，則可求出反應粒子的擴散系數D。

δ=1.61D1/3ω-1/2γ-1/6

式中：

δ：擴散層厚度。

D：被測電原性物質的擴散系數。Cm²/秒。

γ：溶液的動力粘度。Cm²/秒。

ω：旋轉速度。轉速/秒。

由此可見，旋轉圓盤電極表面擴散層有效厚度δ是一個可準確計算的量，一旦知道D、γ、ω就可計算δ，旋轉圓盤電極表面擴散層有效厚度δ具有這些優點，使之在電分析化學及工業生產中得到廣泛的應用。