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    電解池設計的一些標準
  • 發布日期:2017-11-09      瀏覽次數:319
    •  1.電解池的材質
        常用的電池材料是玻璃,它在大多數無機溶液或有機溶液中都很穩定,但是在HF溶液、濃堿中不是很穩定,此時可以用聚四氟乙烯,它具有很好的化學穩定性,在王水和濃堿中均不發生變化,也不溶于有機溶劑,使用溫度范圍
        注:在OER中,在考慮Fe離子的影響時,一般使用塑料的材質(具體可以查看俄勒岡大學Shannon Boettcher課題組的相關文獻)
        2.電解池的體積
        體積要適當,同時要選擇適當的工作電極和溶液體積之比,在多數電化學測量中,需要保證溶液本體濃度不隨反應的進行而改變,這時就要采用小的工作電極與溶液體積之比;在某些測量中,如電解分析中,為了盡可能短時間內使溶液中反應物電解反應完畢,應使用足夠大的研究電極面積和溶液體積之比;在有些測試中電解液有限,那就只能盡量減小電解池的體積。因此要根據具體情況確定溶液體積,選擇合適的電解池。
        3.電解池的通氣裝置
        很多電化學測量需要使用惰性氣體除氧或特異性吸附某些氣體(如CO、H2S、O2),電解池需要有進氣和出氣通道,進氣管口應該在電解池底部,常接有燒結玻璃,使進入的氣體變成小氣泡,更易分散,出氣口有水封,防止空氣進入,或在實驗過程中改為在溶液上方通氣,防止氣體干擾到實驗的進行,又起到保護氣的作用。
        4.隔膜
        工作電極和輔助電極體系之間的電流密度盡量能夠分布均勻(特別是對于精細的電化學實驗),所以兩個電極zui好是平面且是對著的。工作電極和輔助電極之前常用多孔玻璃隔開(即多室電解槽),一方面能夠得到均勻的電流分布,此外也能減少輔助電極上的反應對工作電極的影響,但這樣往往在一定程度上也增加了溶液電阻。
        5.魯金毛細管
        根據參比電極測量電位的原理我們可知,為了控制工作電極上的電勢,參比和工作電極之間的電阻要盡量小,這時可以用魯金毛細管。魯金毛細管由玻璃管或塑料管做成,其一端拉得很細,極化測量中將此靠近被測量電極,另一端與參比電極相通。魯金毛細管的位置不同,測得的工作電極的電位會略有差別,因為在工作電極和參比電極的毛細管之間,由極化電流和這段溶液電阻引起的歐姆電勢降會附加到測量或控制的電勢中去,造成誤差。所以毛細管口要盡量靠近工作電極,但也不能無限靠近,以防對工作電極表面的電力線分布造成屏蔽效應,一般情況下可將毛細管間端外徑拉到0.5~0.1mm,使其尖嘴離工作電極表面的距離不小于毛細管間端外徑。
        6.鹽橋
        當被測電極體系的溶液與參比電極的溶液不同時,常用鹽橋把參比電極和研究電極連接起來,可使它們之間形成離子導電通路。鹽橋作用有兩個:一個是減小液接電位;二是防止或減少研究和參比電極的溶液之間的相互污染。常用的鹽橋的電解質是KCl,為了防止其他離子與Cl離子反應,也可用KNO3。一般用瓊脂固定,做成U型,保存在飽和的鹽橋內置溶液中。
        7.支持電解質
        一般電極反應在溶液中或在熔融鹽(如提取鋁)中發生。為了減小電場作用下電活性物質的遷移現象,加入高濃度的不參加電極反應的電解質是非常必要的,稱為惰性電解質或支持電解質。支持電解質的濃度至少是電活性物質濃度的100倍,成為導電的主要離子。支持電解質可以是無機鹽也可以是有機鹽,酸或堿,或緩沖溶液(如檸檬酸鹽、磷酸鹽、醋酸鹽等)。
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