一种旋转盘-盘电极和电极检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种旋转盘‑盘电极，包括电极外壳；所述电极外壳设置有n个电极孔，每个电极孔内插有工作电极；n≥1；所述工作电极包括第一盘电极和第二盘电极；所述第一盘电极的中轴线和第二盘电极的中轴线所在的平面与所述第一盘电极的中轴线和所述电极外壳的中轴线所在的平面垂直。本发明专利技术中的旋转盘‑盘电极第一盘电极的中轴线和第二盘电极的中轴线所在的平面与第一盘电极的中轴线和电极外壳的中轴线所在的平面垂直，这样使得本发明专利技术中的盘‑盘电极利用切线方向的线速度进行传质检测，这样大大降低了检测所需转速，且检测结果与经典的环‑盘电极一致。本发明专利技术还提供了一种电极检测装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学
，尤其涉及一种旋转盘-盘电极和电极检测装置。
技术介绍
1942年，Levich首次提出了旋转圆盘理论，该理论在电化学界引起了轰动。在此基础上不断发展起了旋转圆盘电极、旋转环盘电极，并获得了实际应用。旋转圆盘电极经过多年的改进与发展，现已成为了很重要的一种检测手段。目前应用较广的是旋转环-盘电极，旋转环-盘电极是旋转圆盘圆环电极的简称，是电化学测量的重要工具之一，其结构是在圆盘的同一平面上放一个同心圆环，盘与环电极之间用绝缘材料隔离，盘电极通常负载被研究的材料，环电极一般用铂或金制成。为了达到优良的电极性能，旋转环-盘电极必须在加工精度、传动装置、测速系统、环电极与盘电极的几何形状、同心度、绝缘性能等方面均有着特殊的要求。但是，旋转环-盘电极工作时需要较高的转速，在高转速下往往会带来较高的磨损，影响检测的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种旋转盘-盘电极，本专利技术中的旋转盘-盘电极在较低的转速下即能获得较好的检测结果。本专利技术提供一种旋转盘-盘电极，包括电极外壳；所述电极外壳设置有n个电极孔，每个电极孔内插有工作电极；n≥1；所述工作电极包括第一盘电极和第二盘电极；所述第一盘电极的中轴线和第二盘电极的中轴线所在的平面与所述第一盘电极的中轴线和所述电极外壳的中轴线所在的平面垂直。优选的，所述n个电极孔围绕所述电极外壳的中轴线均匀分布；所述n为1、2、3、4、5或6。优选的，所述第一盘电极的直径为0.5～5mm；所述第一盘电极的长度为3～5cm。优选的，所述第二盘电极的直径为0.5～5mm；所述第二盘电极的长度为3～5cm。优选的，所述第一盘电极和第二盘电极之间采用绝缘胶隔离。优选的，所述第一盘电极的中轴线与所述电极外壳的中轴线之间的距离为1～9mm。优选的，所述第一盘电极材质为金属或碳材料；所述第二盘电极的材质为金属或碳材料。优选的，所述电极外壳为圆柱形状；所述电极外壳的材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料或聚乳酸。优选的，所述电极外壳的直径为10～20mm；所述电极外壳的高度为2～4cm。本专利技术提供一种电极检测装置，包括对电极、参比电极、转速控制装置、电化学工作站和上文所述的旋转盘-盘电极。本专利技术提供一种旋转盘-盘电极，包括电极外壳；所述电极外壳设置有n个电极孔，每个电极孔内插有工作电极；n≥1；所述工作电极包括第一盘电极和第二盘电极；所述第一盘电极的中轴线和第二盘电极的中轴线所在的平面与所述第一盘电极的中轴线和所述电极外壳的中轴线所在的平面垂直。本专利技术中的旋转盘-盘电极第一盘电极的中轴线和第二盘电极的中轴线所在的平面与第一盘电极的中轴线和电极外壳的中轴线所在的平面垂直，这样使得本专利技术中的盘-盘电极利用切线方向的线速度进行传质检测，这样大大降低了检测所需转速，且检测结果与经典的环-盘电极一致。实验结果表明，本专利技术中的旋转盘-盘电极的工作转速为9～484rpm；收集系数为0.120～0.127，在铁氰化钾体系中，前盘电极电流密度为0.977～6.564μA，后盘电极电流密度为0.122～0.789μA。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中旋转盘-盘电极的横截面示意图；1为第一盘电极，2为第二盘电极，3为第一盘电极的旋转轨迹(点虚线)，4为第二盘电极的旋转轨迹(短线虚线)，5为电极外壳；r0为盘电极半径，r1为电极外壳中轴线到前盘电极边缘的距离(该距离的延长线过前盘电极的中轴线)，r2为电极外壳中轴线到后盘电极边缘的距离，(该距离的延长线过后盘电极的中轴线)，α为前盘电极的两条切线之间的夹角，这两条切线均经过电极外壳的中轴线；为后盘电极的两条切线之间的夹角，这两条切线均经过电极外壳的中轴线图2为本专利技术实施例中旋转盘-盘电极的侧视图；1为第一盘电极，2为第二盘电极，5为电极外壳，6为电极孔；图3为本专利技术中的工作电极示意图；1为第一盘电极，2为第二盘电极，6为电极孔，7为绝缘胶；图4为本专利技术电极检测装置结构示意图；8为旋转盘-盘电极，9为对电极，10为参比电极；图5为不同转速下旋转盘-盘电极中前盘电极的电流-电位曲线；图6为不同转速下旋转盘-盘电极中后盘电极的电流-电位曲线；图7为本专利技术旋转盘-盘电极的转速-极限电流曲线；图8为不同转速下后盘电极在前盘电极开路(Efront＝open)和特定前盘电流(Efront＝-0.2V)条件下的电流-电位曲线；图9为铜离子体系中旋转盘-盘电极中前盘电极的电流电位曲线；图10为铜离子体系中旋转盘-盘电极中后盘电极的电流电位曲线；图11为碱性溶液中旋转盘-盘电极不同转速下的前盘电极的电流-电位曲线；图12为碱性溶液中旋转盘-盘电极不同转速下的后盘电极的电流-电位曲线；图13为本专利技术比较例1中传统圆盘电极和实施例1中旋转盘-盘电极的电流-电位曲线。具体实施方式本专利技术提供一种旋转盘-盘电极，包括电极外壳；所述电极外壳设置有n个电极孔，每个电极孔内插有工作电极；n≥1；所述工作电极包括第一盘电极和第二盘电极；所述第一盘电极的中轴线和第二盘电极的中轴线所在的平面与所述第一盘电极的中轴线和所述电极外壳的中轴线所在的平面垂直。在本专利技术中，所述电极外壳的材质优选为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)或聚乳酸；所述电极外壳优选为圆柱形状，所述圆柱形状电极外壳的直径优选为10～20mm，更优选为12～18mm，最优选为14～16mm，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是15cm；所述圆柱型状电极外壳的高度优选为2～4cm，更优选为2.5～3.5cm，具体的，在本专利技术的实施例中，可以是2.8cm。所述电极外壳的顶面设置有n个电极孔，用于插放工作电极，所述n个电极孔优选以电极外壳的中轴线为中心均匀分布，比如，当n为2时，两个电极孔对称分布在中轴线两侧，两个电极孔的连线经过电极外壳顶面的圆心，当n为3时，三个电极孔之间的角度均为120°均匀分布在中轴线的周围，依次类推。在本专利技术中，n可以为1,2,3,4,5或6。本专利技术对所述电极外壳的来源没有特殊的限制，本专利技术优选采用3D打印技术制备电极外壳，先用3D模型设计软件进行电极外壳设计，然后采用3D打印机进行打印，得到电极外壳。本专利技术对3D打印过程没有特殊的限制，采用本领域技术人员常用的3D打印技术即可。在本专利技术中，所述工作电极插入电极孔中，并用环氧树脂绝缘胶进行密封，得到绝缘密封的旋转盘-盘电极。所述工作电极包括第一盘电极和第二盘电极，所述第一盘电极优选为圆棒状，所述第二盘电极优选为圆棒状。本专利技术按照旋转的方向，将旋转时在前的电极命名为第一盘电极，或者称作前盘电极，同时也是检测时的工作电极，旋转时在后的电极命名为第二盘电极，或者称作后盘电极，同时也是检测时的捕获电极。图1为本专利技术实施例中旋转盘-盘电极的横截面示意图，图1中，1为第一盘电极，2为第二盘电极，3为第一盘电极的旋转轨迹，4为第二盘电极的旋转轨迹，5为电极外壳；图2为本专利技术实施例中旋转盘-盘电极的侧视图，1为第一盘电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转盘‑盘电极，包括电极外壳；所述电极外壳设置有n个电极孔，每个电极孔内插有工作电极；n≥1；所述工作电极包括第一盘电极和第二盘电极；所述第一盘电极的中轴线和第二盘电极的中轴线所在的平面与所述第一盘电极的中轴线和所述电极外壳的中轴线所在的平面垂直。

【技术特征摘要】
1.一种旋转盘-盘电极，包括电极外壳；所述电极外壳设置有n个电极孔，每个电极孔内插有工作电极；n≥1；所述工作电极包括第一盘电极和第二盘电极；所述第一盘电极的中轴线和第二盘电极的中轴线所在的平面与所述第一盘电极的中轴线和所述电极外壳的中轴线所在的平面垂直。2.根据权利要求1所述的旋转盘-盘电极，其特征在于，所述n个电极孔围绕所述电极外壳的中轴线均匀分布；所述n为1、2、3、4、5或6。3.根据权利要求1所述的旋转盘-盘电极，其特征在于，所述第一盘电极的直径为0.5～5mm；所述第一盘电极的长度为3～5cm。4.根据权利要求1所述的旋转盘-盘电极，其特征在于，所述第二盘电极的直径为0.5～5mm；所述第二盘电极的长度为3～5cm。5.根据权利要求1所述的旋转盘-盘电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国宝，启黎明，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22