CN209460190U - 一种三电极体系电化学测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三电极体系电化学测试装置，包括外槽体，电解池池体，电解池盖板，恒温器，硅胶发热片，温度计，电化学工作站。电解池池体的侧壁上开设有安装工作电极单元组件的通孔。工作电极单元组件包括把手，连杆，螺杆，长度刻度槽，工作电极，试样座，硅胶套。电解池盖板上安装有参比甘汞电极，辅助铂片电极，温度计，进气管，出气管。外槽体的硅胶发热片，恒温器可以依据温度计显示的数据进行控制温度。本实用新型可以实现对反应温度进行控制，调整工作电极和参比电极的距离，减少测试的误差。

Description

一种三电极体系电化学测试装置

技术领域

本实用新型涉及电化学测试设备领域，特别涉及一种三电极体系电化学测试装置。

背景技术

三电极体系主要由工作电极，参比电极和辅助电极组成。工作电极也称为研究电极或者试验电极。通过测定工作电极的电位，得出电极的电化学反应，吸附等界面反应的规律。由于目前没有实验的或者理论的方法来确定单个电极电位的绝对值，但可以用一个电位很稳定的电极作参照基准来测量任一电极的电极电位的相对值，我们称这种参照基准电极为参比电极。用不同的参比电极进行实验将获得不同的电极电位。辅助电极也称为对电极，它的作用是用来通过电流，实现工作电极的极化。辅助电极不能影响工作电极。它的表面积应大于工作电极。参比电极安装在盐桥中的目的是减小溶液的欧姆电压降对电位测量或者控制的影响。辅助电极和工作电极用离子交换膜隔开，防止气液串通。

三电极体系含有两个回路，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，测试回路可以近似看成断路，参比电极只有很微小的电流流过。另外一个回路是由工作电极和辅助电极组成，作用是传输电子形成回路的作用，满足电化学反应。

传统的三电极体系存在以下缺点：

一、不能控制温度，基本在室温下进行。

二、电化学测试过程中，工作电极和参比电极之间的距离要求较严格，在实验过程中常常需要多次更换试样来做电化学测试，但三电极体系中两电极间的距离一般靠目测控制，难以保证在多次试验中电极位置的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种三电极体系电化学测试装置，来解决现有技术中传统三电极体系测试存在的问题，可以实现对反应温度进行控制，调整工作电极和参比电极的距离，减少测试的误差。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：

一种三电极体系电化学测试装置，包括外槽体、电解池盖板、电解池池体、恒温器、硅胶发热片、辅助电极、玻璃套管、橡胶圈、进气管、参比电极、盐桥、温度计、出气管、工作电极、螺杆、连杆、把手、硅胶套、试样座、电化学工作站；

其中，电解池池体设置于装有温水的外槽体中；外槽体的底部安装硅胶发热片，硅胶发热片上面装有恒温器；电解池池体的上面装有能够拆卸的电解池盖板；电解池盖板的一边设置有玻璃套管，玻璃套管通过橡胶圈与电解池盖板固定连接，玻璃套管置于电解池池体中，玻璃套管底部密封且固定辅助电极，辅助电极的引线经过玻璃套管的中空部与电化学工作站连接；电解池盖板的相对边设置有伸入到电解池池体中的盐桥，盐桥中安装有参比电极，参比电极的引线与电化学工作站连接；电解池池体在靠近参比电极的侧面设置有工作电极，工作电极的引线与电化学工作站连接，工作电极置于试样座上，试样座通过连杆和螺杆的一端连接，螺杆和电解池池体侧面的开口通过螺纹连接，螺杆的另一端在电解池池体和外槽体的外面并与把手连接，置于电解池池体和外槽体内的连杆、螺杆套有硅胶套；电解池盖板上还设置有置于电解池池体中的进气管、温度计、出气管，进气管、温度计均位于辅助电极、参比电极之间，出气管位于参比电极远离辅助电极的那一侧。

所述进气管与出气管之间设置有离子交换膜。离子交换膜用于防止气液串通。

所述螺杆上设置有长度刻度槽。通过长度刻度槽可以灵活地调整参比电极和工作电极的距离，减少测试的误差。

所述外槽体、电解池池体、电解池盖板均采用透明绝缘材质制作，所述透明绝缘材质为透明亚克力板。

所述辅助电极由铂制作而成，所述参比电极采用饱和甘汞电极。

所述工作电极的工作面积为0.7cm²。

所述盐桥由有机玻璃材质制作。

所述出气管、进气管均采用有机玻璃材质制作，进气管的底端伸进电解池池体的底部，出气管设置在电解池池体的顶部。出气管用于气体的收集。

所述试样座包括支撑座、固定板、螺钉、密封垫；所述支撑座的边缘与硅胶套连接，所述支撑座的中部放置工作电极；所述固定板紧压所述支撑座；所述支撑座和固定板之间设有密封垫，利用螺钉将所述固定板和所述密封垫压紧在所述支撑座上。

所述三电极体系电化学测试装置，还包括底座，所述底座用于支撑外槽体、恒温器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型通过控制外槽体中水的温度来控制电解液的温度，保证实验过程中温度的稳定。

2、本实用新型通过旋转螺杆即可调整试样座与辅助电极之间的位置，可以调节电极之间的距离，减少实验的误差，保证所测数值的准确性。

3、本实用新型电解池池体和电解池盖板之间采用可拆分结构，便于电解液的加入和电解池的清洗。

4、本实用新型硅胶发热片可以实现迅速控温，便于装卸，操作简单，测试结果稳定可靠，使用寿命长，避免了电磁干扰。电化学测试的温度要求从室温至沸腾的恒温均可满足。

5、本实用新型将不同材料加工成相同规格尺寸大小的工作电极，在试样座上可便捷的替换不同材料制成的工作电极，实现不同材料的电化学性能的测试。操作过程简便快捷，工作电极拆装方便灵活，且对于其表面无损害，确保了电化学测试结果的准确性。

6、本实用新型电解池池体中间部位设有离子交换膜，从而防止气液串通。

7、本实用新型辅助电极的导线设置于玻璃套管内部，防止与电解液接触发生腐蚀。

附图说明

图1是本实用新型所述一种三电极体系电化学测试装置的结构示意图，此图为正视图。

图2是本实用新型所述一种三电极体系电化学测试装置的结构示意图，此图为右视图。

图3是是本实用新型所述一种三电极体系电化学测试装置的试样座的结构示意图。

其中，附图标记含义如下：

1-外槽体，2-电解池盖板，3-电解池池体，4-恒温器，5-硅胶发热片，6- 辅助电极，7-玻璃套管，8-橡胶圈，9-进气管，10-离子交换膜，11-参比电极， 12-盐桥，13-温度计，14-出气管，15-工作电极，16-螺杆，17-连杆，18-把手， 19-硅胶套，20-试样座，21-长度刻度槽，22-电化学工作站，23-底座，24-螺钉，25-固定板，26-支撑座，27-密封垫。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1～3，一种三电极体系电化学测试装置，结构中包括外槽体和电解池池体构成的主箱体。

电解池池体设有固定辅助电极，参比电极，温度计，出气管，进气管的盖板。电解池盖板上开设有分别与参比电极和辅助电极，温度计相配的参比电极孔，辅助电极孔，温度测试口，该参比电极孔，辅助电极孔，温度测试口的轴线与电解池池体的侧壁上的通孔的轴线位于同一铅垂面，使参比电极和辅助电极，温度计保持相对固定的关系。该参比电极安装在盐桥中。辅助铂片电极上套设有橡胶圈，通过调整橡胶圈的位置来调整辅助铂电极的插入深度。

主箱体的右侧开有通孔，工作电极设置在电解池池体内部的试样座上并且试样座的边缘与电解池池体，外槽体的开口处的内侧壁之间设有硅胶套。所述电解池池体，外槽体，试样座和硅胶套之间形成封闭的腔体，所述试样座通过连杆与螺杆连接，所述螺杆与所述开口通过螺纹连接，所述螺杆位于电解池池外的一端与把手连接。

辅助电极单元包括辅助电极，导线，玻璃套管，所述辅助电极浸没于电解液，所述导线一端连接辅助电极，另一端沿着玻璃套管并穿过电解池盖板延伸至外部。

外槽体底部安装硅胶加热片，硅胶加热片上固定有恒温器。通过控制外槽体中水的温度来控制电解液的温度。

电解池池体和电解池盖板之间可以拆分，便于电解液的加入和电解池的清洗。电解池池体和电解池盖板均采用透明亚克力板的透明绝缘材质制作，在实验过程中方便观察三电极的相对位置和电解液的液面位置。

具体来讲，本实施例提出一种三电极体系电化学测试装置，如图1所示，它包括外槽体，电解池盖板，电解池池体。

电解池池体和电解池盖板之间采用可拆分结构。

电解池盖板的下边缘设有台阶，盖板上有温度测试口，辅助电极口，参比电极口，出气管口，进气管口，温度计安装在温度测试口内，参比电极安装在参比电极口内，辅助电极安装在辅助电极口内。电解池池体和外槽体的侧壁开设有用于安装工作电极单元的通孔。

工作电极单元包括工作电极，长度刻度槽，试样座，螺杆，连杆，把手，硅胶套。

工作电极安装在试样座上。试样座上的工作电极可以更换，便于重复多次实验，从而保证了实验数据的准确性，使测试结果更真实。

试样座设置在电解池池体内部并且试样座的边缘与电解池池体和外槽体的开口处的内侧壁之间设有硅胶套。试样座包括支撑座、固定板，支撑座的边缘与硅胶套连接，支撑座的中部可放置工作电极，固定板通过固定装置压紧支撑座，支撑座和固定板之间设有密封垫紧固至支撑座上，以防液体泄漏。电解池池体、外槽体、试样座和硅胶套之间形成封闭的腔体。

通过旋转螺杆即可调整试样座与辅助电极之间的位置，通过长度刻度槽读取距离，结构简单，使用方便，可以调节电极之间的距离，保证所测数值的准确性。

测试完成后，通过打开电解池盖板倒出电解液，将螺杆旋出，将试样座上的工作电极取出即可。

辅助电极上套有橡胶圈，使用时，通过调整橡胶圈的位置来调整辅助电极的插入深度。

外槽体的底部安装硅胶加热片，硅胶加热片上固定有恒温器，可以实现对电解液的温度控制和调节，满足不同温度试验要求。

为方便测试，辅助电极与电解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。

工作电极设置在池体内部并且试样座的边缘和池体，外槽体的开口处的内侧壁之间设有硅胶套。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三电极体系电化学测试装置，其特征在于，包括外槽体、电解池盖板、电解池池体、恒温器、硅胶发热片、辅助电极、玻璃套管、橡胶圈、进气管、参比电极、盐桥、温度计、出气管、工作电极、螺杆、连杆、把手、硅胶套、试样座、电化学工作站；

其中，电解池池体设置于装有温水的外槽体中；外槽体的底部安装硅胶发热片，硅胶发热片上面装有恒温器；电解池池体的上面装有能够拆卸的电解池盖板；电解池盖板的一边设置有玻璃套管，玻璃套管通过橡胶圈与电解池盖板固定连接，玻璃套管置于电解池池体中，玻璃套管底部密封且固定辅助电极，辅助电极的引线经过玻璃套管的中空部与电化学工作站连接；电解池盖板的相对边设置有伸入到电解池池体中的盐桥，盐桥中安装有参比电极，参比电极的引线与电化学工作站连接；电解池池体在靠近参比电极的侧面设置有工作电极，工作电极的引线与电化学工作站连接，工作电极置于试样座上，试样座通过连杆和螺杆的一端连接，螺杆和电解池池体侧面的开口通过螺纹连接，螺杆的另一端在电解池池体和外槽体的外面并与把手连接，置于电解池池体和外槽体内的连杆、螺杆套有硅胶套；电解池盖板上还设置有置于电解池池体中的进气管、温度计、出气管，进气管、温度计均位于辅助电极、参比电极之间，出气管位于参比电极远离辅助电极的那一侧。

2.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，所述进气管与出气管之间设置有离子交换膜。

3.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，所述螺杆上设置有长度刻度槽。

4.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，所述外槽体、电解池池体、电解池盖板均采用透明绝缘材质制作，所述透明绝缘材质为透明亚克力板。

5.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，所述辅助电极由铂制作而成，所述参比电极采用饱和甘汞电极。

6.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，所述工作电极的工作面积为0.7cm²。

7.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，所述盐桥由有机玻璃材质制作。

8.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，所述出气管、进气管均采用有机玻璃材质制作，进气管的底端伸进电解池池体的底部，出气管设置在电解池池体的顶部。

9.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，所述试样座包括支撑座、固定板、螺钉、密封垫；所述支撑座的边缘与硅胶套连接，所述支撑座的中部放置工作电极；所述固定板紧压所述支撑座；所述支撑座和固定板之间设有密封垫，利用螺钉将所述固定板和所述密封垫压紧在所述支撑座上。

10.根据权利要求1所述三电极体系电化学测试装置，其特征在于，还包括底座，所述底座用于支撑外槽体、恒温器。