一種三電極體系電化學測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種三電極體系電化學測試裝置，用于測試較小工作電極的電化學性能，包括反應罐、電解質(zhì)溶液、膠塞、進氣玻璃管、出氣玻璃管，特別地，三電極體系電化學測試裝置設有工作電極單元、輔助電極單元和參比電極單元，工作電極單元包括工作電極、集流體銅棒和密封的聚四氟乙烯保護管，輔助電極單元包括輔助電極、鉑絲和密封的輔助玻璃管，參比電極單元設有具有魯金毛細管的參比玻璃管，參比玻璃管裝設于反應罐并且魯金毛細管浸沒于電解質(zhì)溶液。應用本實用新型的測試裝置，能滿足較小工作電極擴散層電位的測量精度要求，測試過程中輔助電極反應輕微，不會對工作電極造成影響，降低了測量誤差，保持測量結(jié)果與實際情況的一致性。
【專利說明】—種三電極體系電化學測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電化學測試裝置，尤其涉及一種用于測試較小工作電極的電化學性能的三電極體系電化學測試裝置，屬于電化學測試設備的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]三電極體系由工作電極、參比電極和輔助電極(對電極)組成。三電極體系含兩個回路，一個回路由工作電極和參比電極組成，用來測試工作電極的電化學反應過程，參比電極只有很微小的電流通過，測試回路可以近似為斷路；另一個回路由工作電極和輔助電極組成，起到傳輸電子形成回路的作用，滿足電化學反應平衡。也就是說，工作電極的電位是相對于參比電極，而工作電極與輔助電極是組成一個電路的閉合回路。研究的是工作電極，只有精確地測定工作電極的電位，才能夠考察電極的電化學反應、吸附等界面反應的規(guī)律。工作電極和輔助電極之間主要是在于構(gòu)建電化學反應平衡，另外要保證輔助電極不能影響到工作電極。
[0003]傳統(tǒng)三電極體系并不適合所有情況下的電化學性能的測試。測試較小工作電極的電化學性能時，對工作電極的擴散層電位的測定精度要求比較高，傳統(tǒng)的三電極體系往往測試誤差較大，不適合實際操作，測試結(jié)果的一致性差，此時傳統(tǒng)三電極體系測定裝置不能滿足擴散層電位的測試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是提出一種三電極體系電化學測試裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)三電極體系測試較小工作電極的電化學性能時往往測試誤差較大的問題。
[0005]本實用新型上述目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種三電極體系電化學測試裝置，用于測試工作電極的電化學性能，包括反應罐、電解質(zhì)溶液、膠塞、進氣玻璃管、出氣玻璃管，其特征在于:所述三電極體系電化學測試裝置設有工作電極單元、輔助電極單元和參比電極單元，所述工作電極單元包括工作電極、集流體銅棒和密封的聚四氟乙烯保護管，所述工作電極設置于聚四氟乙烯保護管底部并與電解質(zhì)溶液相接觸，所述集流體銅棒一端連接工作電極，另一端沿四氟乙烯保護管并穿透膠塞延伸至外部；所述輔助電極單元包括輔助電極、鉬絲和密封的輔助玻璃管，所述輔助電極浸沒于電解質(zhì)溶液，所述鉬絲一端連接輔助電極，另一端沿輔助玻璃管并穿透膠塞延伸至外部；所述參比電極單元設有具有魯金毛細管的參比玻璃管，所述參比玻璃管裝設于反應罐并且魯金毛細管浸沒于電解質(zhì)溶液。
[0006]進一步地，所述魯金毛細管的管尖與工作電極相隔且距離小于1mm。
[0007]進一步地，所述輔助電極與電解質(zhì)溶液接觸面積為工作電極與電解質(zhì)溶液接觸面積的五倍以上。
[0008]進一步地，所述工作電極為玻碳工作電極或鉬工作電極之一。
[0009]進一步地，所述輔助電極為鉬片輔助電極。[0010]應用本實用新型的三電極體系電化學測試裝置，能滿足較小工作電極擴散層電位的測量精度要求，測試過程中輔助電極反應輕微，不會對工作電極造成影響，降低了測量誤差，保持測量結(jié)果與實際情況的一致性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型一種三電極體系電化學測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結(jié)合實施例附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳述，以使本實用新型技術(shù)方案更易于理解、掌握。
[0013]如圖1所示，是本實用新型一種三電極體系電化學測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，一種三電極體系電化學測試裝置，用于測試較小工作電極(mm和cm級別的工作電極)的電化學性能，包括反應罐1、電解質(zhì)溶液2、膠塞3、進氣玻璃管4、出氣玻璃管5，特別地，三電極體系電化學測試裝置設有工作電極單元、輔助電極單元和參比電極單元，工作電極單元包括工作電極61、集流體銅棒62和密封的聚四氟乙烯保護管63，工作電極61設置于聚四氟乙烯保護管63底部并與電解質(zhì)溶液2相接觸，集流體銅棒62 —端連接工作電極61，另一端沿四氟乙烯保護管63并穿透膠塞3延伸至外部；輔助電極單元包括輔助電極71、鉬絲72和密封的輔助玻璃管73，輔助電極71浸沒于電解質(zhì)溶液2，鉬絲72 —端連接輔助電極71，另一端沿輔助玻璃管73并穿透膠塞3延伸至外部；參比電極單元設有具有魯金毛細管82的參比玻璃管81，參比玻璃管81裝設于反應罐I并且魯金毛細管82浸沒于電解質(zhì)溶液2。
[0014]其中，魯金毛細管82的管尖與工作電極61相隔且距離小于1mm，減少未補償?shù)娜芤弘娮?，使測試更精確。為方便測試，輔助電極71與電解質(zhì)溶液2接觸面積為工作電極61與電解質(zhì)溶液2接觸面積的五倍以上。
[0015]另外，本實用新型中，工作電極61優(yōu)選的為玻碳工作電極或鉬工作電極之一。輔助電極71優(yōu)選為鉬片輔助電極。
[0016]本實用新型三電極體系電化學測試裝置的電路回路及功能介紹:
[0017]三電極體系含兩個回路，一個回路由工作電極單元和參比電極單元組成，用來測試工作電極的電化學反應過程，參比電極單元只有很微小的電流通過，測試回路近似為斷路；另一個回路由工作電極單元和輔助電極單元組成，起到傳輸電子形成回路的作用，滿足電化學反應平衡。工作電極單元的電位是相對于參比電極單元，而工作電極單元與輔助電極單元是組成一個電路的閉合回路。工作電極單元和輔助電極單元之間主要是在于構(gòu)建電化學反應平衡，運用本實用新型的工作電極單元、輔助電極單元和參比電極單元進行配合，保證了輔助電極不能影響到工作電極。測試較小工作電極的電化學性能時，對工作電極的擴散層電位的測定精度要求比較高。采用本實用新型的三電極體系電化學測試裝置，可以滿足擴散層電位的測量精度要求，適合實際操作，降低測量誤差，測試結(jié)果一致性高。并且，此三電極體系裝置方便隨意調(diào)整工作電極、輔助電極和參比電極之間的距離和位置，滿足不同情況下的測試需求。
[0018]以下列舉兩組實施例，對本實用新型加以說明:
[0019]實施例一，利用本實用新型的三電極體系電化學測試裝置，測定體系循環(huán)伏安曲線性能。以測定K4Fe (CN) 6/K3Fe (CN) 6體系的循環(huán)伏安曲線為例，選擇玻碳電極作電極直徑Φ5mm)作為工作電極,Pt片電極(面積為2cm2)作為輔助電極,飽和甘萊電極(SCE)作為參比電極，研究其循環(huán)伏安曲線。
[0020]實施例二:利用本實用新型的三電極體系電化學測試裝置，采用電流階躍法測定溶液擴散系數(shù)，以測定V0S04溶液擴散系數(shù)為例，選擇Pt電極(工作電極直徑Φ5πιπι)作為工作電極，Pt片電極(面積為2cm2)作為輔助電極，飽和甘汞電極(SCE)作為參比電極。根據(jù)其循環(huán)伏安曲線，選擇合適的階躍電流，并確定電流階躍的停留時間，通過充放電測試儀控制并進行階躍時間的測定。同一份溶液通常選擇3飛個不同的階躍電流進行測定，而后分別計算所得擴散系數(shù)，相對誤差在5%以內(nèi)，取其平均值。
[0021]通過上述的文字表述可以看出，應用本實用新型的三電極體系電化學測試裝置，能滿足較小工作電極擴散層電位的測量精度要求，測試過程中輔助電極反應輕微，不會對工作電極造成影響，降低了測量誤差，保持測量結(jié)果與實際情況的一致性。
[0022]除上述實施例外，本實用新型還可以有其它實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型所要求保護的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三電極體系電化學測試裝置，用于測試工作電極的電化學性能，包括反應罐、電解質(zhì)溶液、膠塞、進氣玻璃管、出氣玻璃管，其特征在于:所述三電極體系電化學測試裝置設有工作電極單元、輔助電極單元和參比電極單元，所述工作電極單元包括工作電極、集流體銅棒和密封的聚四氟乙烯保護管，所述工作電極設置于聚四氟乙烯保護管底部并與電解質(zhì)溶液相接觸，所述集流體銅棒一端連接工作電極，另一端沿四氟乙烯保護管并穿透膠塞延伸至外部，用于測量工作電極的電化學反應；所述輔助電極單元包括輔助電極、鉬絲和密封的輔助玻璃管，所述輔助電極浸沒于電解質(zhì)溶液，所述鉬絲一端連接輔助電極，另一端沿輔助玻璃管并穿透膠塞延伸至外部；所述參比電極單元設有具有魯金毛細管的參比玻璃管，所述參比玻璃管裝設于反應罐并且魯金毛細管浸沒于電解質(zhì)溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電極體系電化學測試裝置，其特征在于:所述魯金毛細管的管尖與工作電極相隔且距離小于1mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電極體系電化學測試裝置，其特征在于:所述輔助電極與電解質(zhì)溶液接觸面積為工作電極與電解質(zhì)溶液接觸面積的五倍以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電極體系電化學測試裝置，其特征在于:所述工作電極為玻碳工作電極或鉬工作電極之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三電極體系電化學測試裝置，其特征在于:所述輔助電極為鉬片輔助電極。
【文檔編號】G01N27/416GK203479745SQ201320526575
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】張琦 申請人:工業(yè)和信息化部電子第五研究所華東分所