CN203479745U - 一种三电极体系电化学测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种三电极体系电化学测试装置，用于测试较小工作电极的电化学性能，包括反应罐、电解质溶液、胶塞、进气玻璃管、出气玻璃管，特别地，三电极体系电化学测试装置设有工作电极单元、辅助电极单元和参比电极单元，工作电极单元包括工作电极、集流体铜棒和密封的聚四氟乙烯保护管，辅助电极单元包括辅助电极、铂丝和密封的辅助玻璃管，参比电极单元设有具有鲁金毛细管的参比玻璃管，参比玻璃管装设于反应罐并且鲁金毛细管浸没于电解质溶液。应用本实用新型的测试装置，能满足较小工作电极扩散层电位的测量精度要求，测试过程中辅助电极反应轻微，不会对工作电极造成影响，降低了测量误差，保持测量结果与实际情况的一致性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电化学测试装置，尤其涉及一种用于测试较小工作电极的电化学性能的三电极体系电化学测试装置，属于电化学测试设备的技术领域。
背景技术
三电极体系由工作电极、参比电极和辅助电极（对电极）组成。三电极体系含两个回路，一个回路由工作电极和参比电极组成，用来测试工作电极的电化学反应过程，参比电极只有很微小的电流通过，测试回路可以近似为断路；另一个回路由工作电极和辅助电极组成，起到传输电子形成回路的作用，满足电化学反应平衡。也就是说，工作电极的电位是相对于参比电极，而工作电极与辅助电极是组成一个电路的闭合回路。研究的是工作电极，只有精确地测定工作电极的电位，才能够考察电极的电化学反应、吸附等界面反应的规律。工作电极和辅助电极之间主要是在于构建电化学反应平衡，另外要保证辅助电极不能影响到工作电极。
传统三电极体系并不适合所有情况下的电化学性能的测试。测试较小工作电极的电化学性能时，对工作电极的扩散层电位的测定精度要求比较高，传统的三电极体系往往测试误差较大，不适合实际操作，测试结果的一致性差，此时传统三电极体系测定装置不能满足扩散层电位的测试要求。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种三电极体系电化学测试装置，解决现有技术中传统三电极体系测试较小工作电极的电化学性能时往往测试误差较大的问题。
本实用新型上述目的通过如下技术方案实现：一种三电极体系电化学测试装置，用于测试工作电极的电化学性能，包括反应罐、电解质溶液、胶塞、进气玻璃管、出气玻璃管，其特征在于：所述三电极体系电化学测试装置设有工作电极单元、辅助电极单元和参比电极单元，所述工作电极单元包括工作电极、集流体铜棒和密封的聚四氟乙烯保护管，所述工作电极设置于聚四氟乙烯保护管底部并与电解质溶液相接触，所述集流体铜棒一端连接工作电极，另一端沿四氟乙烯保护管并穿透胶塞延伸至外部；所述辅助电极单元包括辅助电极、铂丝和密封的辅助玻璃管，所述辅助电极浸没于电解质溶液，所述铂丝一端连接辅助电极，另一端沿辅助玻璃管并穿透胶塞延伸至外部；所述参比电极单元设有具有鲁金毛细管的参比玻璃管，所述参比玻璃管装设于反应罐并且鲁金毛细管浸没于电解质溶液。
进一步地，所述鲁金毛细管的管尖与工作电极相隔且距离小于1mm。
进一步地，所述辅助电极与电解质溶液接触面积为工作电极与电解质溶液接触面积的五倍以上。
进一步地，所述工作电极为玻碳工作电极或铂工作电极之一。
进一步地，所述辅助电极为铂片辅助电极。
应用本实用新型的三电极体系电化学测试装置，能满足较小工作电极扩散层电位的测量精度要求，测试过程中辅助电极反应轻微，不会对工作电极造成影响，降低了测量误差，保持测量结果与实际情况的一致性。
附图说明
图1是本实用新型一种三电极体系电化学测试装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
如图1所示，是本实用新型一种三电极体系电化学测试装置的结构示意图，一种三电极体系电化学测试装置，用于测试较小工作电极（mm和cm级别的工作电极）的电化学性能，包括反应罐1、电解质溶液2、胶塞3、进气玻璃管4、出气玻璃管5，特别地，三电极体系电化学测试装置设有工作电极单元、辅助电极单元和参比电极单元，工作电极单元包括工作电极61、集流体铜棒62和密封的聚四氟乙烯保护管63，工作电极61设置于聚四氟乙烯保护管63底部并与电解质溶液2相接触，集流体铜棒62一端连接工作电极61，另一端沿四氟乙烯保护管63并穿透胶塞3延伸至外部；辅助电极单元包括辅助电极71、铂丝72和密封的辅助玻璃管73，辅助电极71浸没于电解质溶液2，铂丝72一端连接辅助电极71，另一端沿辅助玻璃管73并穿透胶塞3延伸至外部；参比电极单元设有具有鲁金毛细管82的参比玻璃管81，参比玻璃管81装设于反应罐1并且鲁金毛细管82浸没于电解质溶液2。
其中，鲁金毛细管82的管尖与工作电极61相隔且距离小于1mm，减少未补偿的溶液电阻，使测试更精确。为方便测试，辅助电极71与电解质溶液2接触面积为工作电极61与电解质溶液2接触面积的五倍以上。
另外，本实用新型中，工作电极61优选的为玻碳工作电极或铂工作电极之一。辅助电极71优选为铂片辅助电极。
本实用新型三电极体系电化学测试装置的电路回路及功能介绍：
三电极体系含两个回路，一个回路由工作电极单元和参比电极单元组成，用来测试工作电极的电化学反应过程，参比电极单元只有很微小的电流通过，测试回路近似为断路；另一个回路由工作电极单元和辅助电极单元组成，起到传输电子形成回路的作用，满足电化学反应平衡。工作电极单元的电位是相对于参比电极单元，而工作电极单元与辅助电极单元是组成一个电路的闭合回路。工作电极单元和辅助电极单元之间主要是在于构建电化学反应平衡，运用本实用新型的工作电极单元、辅助电极单元和参比电极单元进行配合，保证了辅助电极不能影响到工作电极。测试较小工作电极的电化学性能时，对工作电极的扩散层电位的测定精度要求比较高。采用本实用新型的三电极体系电化学测试装置，可以满足扩散层电位的测量精度要求，适合实际操作，降低测量误差，测试结果一致性高。并且，此三电极体系装置方便随意调整工作电极、辅助电极和参比电极之间的距离和位置，满足不同情况下的测试需求。
以下列举两组实施例，对本实用新型加以说明：
实施例一，利用本实用新型的三电极体系电化学测试装置，测定体系循环伏安曲线性能。以测定K4Fe(CN)6/K3Fe(CN)6体系的循环伏安曲线为例，选择玻碳电极（工作电极直径Φ5mm）作为工作电极，Pt片电极（面积为2cm2）作为辅助电极，饱和甘汞电极（SCE）作为参比电极，研究其循环伏安曲线。
实施例二：利用本实用新型的三电极体系电化学测试装置，采用电流阶跃法测定溶液扩散系数，以测定VOSO4溶液扩散系数为例，选择Pt电极（工作电极直径Φ5mm）作为工作电极，Pt片电极（面积为2cm2）作为辅助电极，饱和甘汞电极（SCE）作为参比电极。根据其循环伏安曲线，选择合适的阶跃电流，并确定电流阶跃的停留时间，通过充放电测试仪控制并进行阶跃时间的测定。同一份溶液通常选择3~5个不同的阶跃电流进行测定，而后分别计算所得扩散系数，相对误差在5%以内，取其平均值。
通过上述的文字表述可以看出，应用本实用新型的三电极体系电化学测试装置，能满足较小工作电极扩散层电位的测量精度要求，测试过程中辅助电极反应轻微，不会对工作电极造成影响，降低了测量误差，保持测量结果与实际情况的一致性。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种三电极体系电化学测试装置，用于测试工作电极的电化学性能，包括反应罐、电解质溶液、胶塞、进气玻璃管、出气玻璃管，其特征在于：所述三电极体系电化学测试装置设有工作电极单元、辅助电极单元和参比电极单元，所述工作电极单元包括工作电极、集流体铜棒和密封的聚四氟乙烯保护管，所述工作电极设置于聚四氟乙烯保护管底部并与电解质溶液相接触，所述集流体铜棒一端连接工作电极，另一端沿四氟乙烯保护管并穿透胶塞延伸至外部，用于测量工作电极的电化学反应；所述辅助电极单元包括辅助电极、铂丝和密封的辅助玻璃管，所述辅助电极浸没于电解质溶液，所述铂丝一端连接辅助电极，另一端沿辅助玻璃管并穿透胶塞延伸至外部；所述参比电极单元设有具有鲁金毛细管的参比玻璃管，所述参比玻璃管装设于反应罐并且鲁金毛细管浸没于电解质溶液。
2.根据权利要求1所述的三电极体系电化学测试装置，其特征在于：所述鲁金毛细管的管尖与工作电极相隔且距离小于1mm。
3.根据权利要求1所述的三电极体系电化学测试装置，其特征在于：所述辅助电极与电解质溶液接触面积为工作电极与电解质溶液接触面积的五倍以上。
4.根据权利要求1所述的三电极体系电化学测试装置，其特征在于：所述工作电极为玻碳工作电极或铂工作电极之一。
5.根据权利要求1所述的三电极体系电化学测试装置，其特征在于：所述辅助电极为铂片辅助电极。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106093785A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-11-09 | 华中科技大学 | 一种铅酸电池电化学性能测试方法 |
| CN106770536A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-31 | 武汉科技大学 | 一种用于高温浓酸条件下电化学测量的电解池 |
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2013
- 2013-08-27 CN CN201320526575.8U patent/CN203479745U/zh not_active Expired - Lifetime
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