一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置，能够利用红外光谱原位探测电催化反应体系的红外信号变化，此装置包括电解池上盖杯体，电解池上盖进气口，电解池上盖盐桥接口，电解池上盖出气口，电解池上盖对电极接口，电解池杯体，红外窗片托架，红外窗片底座，红外窗片底座电极接口。电解池上盖杯体，电解池上盖进气口，电解池上盖出气口，电解池上盖盐桥接口，电解池上盖对电极接口一体成型；电解池上盖直接插入电解池杯体构成电解池；红外窗片托架可承载红外窗片并嵌入红外窗片底座，红外窗片底座通过螺纹与电解池杯体可拆卸连接。窗片底座通过螺纹与电解池杯体可拆卸连接。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置


[0001]本专利技术涉及一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置。

技术介绍

[0002]自第二次工业革命以来，由于化石能源的过度消耗，二氧化碳总排放量迅速增加，导致了各种全球性问题。越来越多的国家将“碳中和”上升为国家战略，提出“无碳未来”的愿景，全球绿色低碳转型已是大势所趋。提高能源利用效率与开发性能源是解决能源困境的有效途径，能源已逐渐成为各个国家竞争的核心资源，谁能率先拥有可持续清洁能源技术，谁将在国际竞争中占据主导地位。而电催化正是发展这一技术的基础科学，高效电催化剂的设计与应用更是重中之重。
[0003]目前，电催化反应机理尚未完全明晰，电催化剂产业的发展严重受限，亟需多种原位表征手段的应用来探明电催化剂的催化机理，为后续更高效的电催化剂的设计提供理论指导。其中，电化学原位红外光谱技术能够将电化学方法与红外光谱方法相结合，在对电化学体系进行电化学调制与测量过程中，利用红外光谱技术对体系的红外光谱信息变化进行实时检测，通过红外吸收频率和吸收强度的变化来探究电催化反应过程中电极/溶液界面物种的吸附、成键和脱附，反应中间体的生成以及反应终产物等。根据红外光的入射模式，电化学原位红外光谱可以分为透射与反射两种模式，其中，全内反射模式(ATR电解池)具有能够检测吸附态物种，溶液电阻小，电位响应快，以及电流分布均匀的特点而得到广泛关注，然而目前常用的普通三电极电解池并不能满足ATR模式的使用，因此亟需设计一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置。有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是设计一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置来解决上述
技术介绍
提出的问题。
[0005]为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：
[0006]一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置，包括电解池杯体、电解池上盖和红外窗片托架；其中，电解池上盖插接于电解池杯体内，电解池上盖上设有电解池上盖进气口、电解池上盖盐桥接口、电解池上盖出气口和电解池上盖对电极接口；所述电解池上盖盐桥接口和所述电解池上盖进气口分别设有伸入到盖体内部下半部的毛细管；红外窗片托架密封地设于电解池杯体底部，且红外窗片设于该红外窗片托架上，电解池杯体底部具有通孔，该通孔通往红外窗片。
[0007]优选地，电解池上盖进气口、电解池上盖盐桥接口、电解池上盖出气口和电解池上盖对电极接口沿外壁圆周方向间隔90度设于电解池上盖上。
[0008]优选地，还包括底座，所述的红外窗片托架套接于底座内，所述的底座和电解池杯体可拆卸连接。
[0009]优选地，所述的可拆卸连接为电解池杯体下半部具有外螺纹，红外窗片托架具有
对应的内螺纹。
[0010]优选地，红外窗片托架包括圆盘形架体，架体的中间部分设有方形孔；方形孔下方相对的两边向下向内延伸设倒梯形侧板，倒梯形侧面下端用连接板连接，方形孔、侧板和连接板之间构成中空结构；所述电解池杯体底部下表面以所述通孔为中心设有正方形凸起，该正方形凸起能够嵌入所述红外窗片托架的方形孔内；红外窗片设于方形孔下半部或中空结构内。
[0011]优选地，所述电解池杯体底部下表面设有凹槽，其和红外窗片托架的圆盘形架体尺寸对应。
[0012]优选地，所述底座包括圆筒形本体，圆筒形本体内壁具有内螺纹；圆筒形本体由底部向内延伸设有环形底板；该环形底板的内径小于红外窗片托架的圆盘形架体的外径；该环形底板的直径大于方形孔的对角线长度。
[0013]优选地，电解池杯体底部的通孔分为上下两部分，上部分的直径大于下部分的直径。
[0014]优选地，所述电解池杯体由聚四氟乙烯材料制成；所述红外窗片托架和所述底座分别为不锈钢制成。
[0015]优选地，所述电解池上盖杯体，所述电解池上盖进气口，所述电解池上盖出气口，所述电解池上盖盐桥接口，所述电解池上盖对电极入口均采用玻璃材料制成。
[0016]本专利技术的另一目的，在于提供前述的一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置在电化学体系测量中的应用。
[0017]相对于普通的三电极电解池，本专利技术的有益效果如下，创造性的将用于电催化反应体系的三电极电解池与红外光谱检测体系结合起来，基于现有的仪器，设计出一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置。电解池杯体用于装盛电解液，并与电解池上盖构成整体，保证反应体系的气体需要以及电解池的气密性。电解池上盖还设有对电极接口与盐桥接口用于连接对电极与参比电极。红外窗片托架可嵌入红外窗片底座，红外窗片底座通过螺纹与电解池杯体可拆卸连接，方便根据实验需要，更换不同的红外窗片。红外窗片上会施镀一层导电基底，通过导电胶与不锈钢托架相连，用于工作电极外接工作站，导电基底中央可沉积催化剂并通过电解池杯体底部孔洞与电解液接触，构成电催化反应体系。所述ATR电解池能够在对电化学体系进行电化学调制与测量过程中，利用红外光谱技术对体系的红外光谱信息变化进行实时检测。
附图说明
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0019]图1为电解池上盖正视图(A)与侧视图(B)，
[0020]图2为电解池杯体不同视角示意图(A和B)。
[0021]图3为红外窗片托架示意图。
[0022]图4为红外窗片底座示意图。
[0023]图5为本专利技术实施例提供的在不同电位下，得到的反映铜电极表面CO分子吸附信息的红外光谱图
[0024]图6为红外窗片托架和底座的实物图。
[0025]图7为本专利技术的整体结构实物图。
[0026]图8为红外窗片的实物图。
[0027]其中：
[0028]100
‑
电解池上盖，110
‑
盖体120
‑
电解池上盖进气口，130
‑
电解池上盖盐桥接口，140
‑
电解池上盖出气口，150
‑
电解池上盖对电极接口，
[0029]200
‑
电解池杯体，210
‑
通孔220
‑
凸起230
‑
螺丝孔240
‑
定位孔250
‑
圆形凹槽
[0030]300
‑
红外窗片托架，310
‑
架体320
‑
方形孔330
‑
侧板340
‑
连接板
[0031]400
‑
底座，410圆筒形本体420
‑
环形底板430
‑
工作电极接口。
具体实施方式
[0032]参见图1至图4，本专利技术一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置，包括电解池杯体200、电解池上盖100、红外窗片托架300和底座400。
[0033]参见图2，电解池杯体200为顶部开口底部封闭的圆筒状，所述电解池杯体底部设有圆形凹槽250，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置，其特征在于：包括电解池杯体、电解池上盖和红外窗片托架；其中，电解池上盖插接于电解池杯体内，电解池上盖上设有电解池上盖进气口、电解池上盖盐桥接口、电解池上盖出气口和电解池上盖对电极接口；所述电解池上盖盐桥接口和所述电解池上盖进气口分别设有伸入到盖体内部下半部的毛细管；红外窗片托架密封地设于电解池杯体底部，且红外窗片设于该红外窗片托架上，电解池杯体底部具有通孔，该通孔通往红外窗片。2.根据权利要求1所述的一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置，其特征在于：电解池上盖进气口、电解池上盖盐桥接口、电解池上盖出气口和电解池上盖对电极接口沿外壁圆周方向间隔90度设于电解池上盖上。3.根据权利要求1所述的一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置，其特征在于：还包括底座，所述的红外窗片托架套接于底座内，所述的底座和电解池杯体可拆卸连接。4.根据权利要求3所述的一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置，其特征在于：所述的可拆卸连接为电解池杯体下半部具有外螺纹，红外窗片托架具有对应的内螺纹。5.根据权利要求3所述的一种电化学原位红外光谱ATR电解池装置，其特征在于：红外窗片托架包括圆盘形架体，架体的中间部分设有方形孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶进裕，方楠，洪宇浩，李广，周志有，孙世刚，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：