美國PINE旋轉圓盤環盤電極AFMSR24A1實驗操作全攻略

一、旋轉圓盤環盤電極原理簡介
旋轉圓盤電極裝置是一種可以旋轉的工作電極，屬于電化學附件范疇，專用于電化學工作站，應用于電化學研究，比如電化學催化研究、電化學腐蝕研究等。

旋轉的工作電極，可以與電解溶液形成強制對流，并進行電化學研究，被稱作電化學動力學方法。與靜止的工作電極相比，旋轉的工作電極可以研究一些靜止工作電極無法做到的內容。待研究的樣品在工作電極頭（玻碳盤電極頭）表面發生反應，產生電信號。例如，研究人員要研究燃料電池催化劑Pt的氧氣還原性能，就必須利用旋轉工作電極。旋轉圓盤電極裝置即是一種旋轉的工作電極。它的作用是提供精準的轉速，讓工作電極頭與電解溶液形成強制對流，然后利用電化學工作站進行電化學動力學研究。
二、實驗前準備
設備檢查：確保電化學工作站線與旋轉圓盤電極裝置連接正確，檢查電極頭之間的連接是否牢固，避免實驗過程中脫落或晃動。
溶液準備：0.5mol/L的H2SO4 硫酸200ml 或 0.1mol/L的 KOH 200ml
三、操作技巧

ORR操作實驗：

酸性體系：0.1M高氯酸，25攝氏度，商業Pt/C作為催化劑，5 mg 20% Pt/C(JM公司)溶

于300uL水，700uL異丙醇，100uL 5%Nafion超聲一小時，滴10uL在5mm盤電極上，在

N2下CV50圈（0-1.23 V VS.RHE），然后LSV（1-0.2 V VS.RHE，在飽和氧氣條件

下），分別在2500、2025、1600、1225、900、625、400轉。

堿性體系：0.1M氫氧化鉀，25攝氏度，商業Pt/C作為催化劑，5 mg 20% Pt/C(JM公司)

溶于300uL水，700uL異丙醇，100uL 5%Nafion超聲一小時，滴10uL在5mm盤電極上，

在N2下CV50圈（0.2-0.9 V VS.SCE），然后LSV（0-0.9 V VS.SCE，在飽和氧氣條件

下），分別在2500、2025、1600、1225、900、625、400轉。

以下實驗采用美國PINE公司的旋轉圓盤電極，雙恒電位儀完成

 （1）反應溫度25攝氏度，通過電解池外層夾套水浴控制；

（2）Pt/C催化劑的擔載量約為0.05mg/cm2；

（3）電極打磨一般先用5um拋光粉拋光，再用0.5um和0.05um拋光粉拋光至平滑；

（4）超聲時間不能太長，1h即可，否則會對電極有損傷；

（5）一般滴10uL催化劑溶液到電極表面，再用表面皿或培養皿或燒杯將其蓋上，自然晾干即可。不推薦烘箱高溫烘干，這種方式制備的催化劑容易裂開。若采用紅外加熱

的方式，則功率應盡量調小；
（6）LSV掃描前的CV掃描起活化電極作用，此時工作電極不旋轉；

（7）LSV掃描時，推薦先從低速預掃至高速，再從高速掃至低速（采用此數據）；

（8）LSV掃描前，先往電解液中通入O2，掃描LSV時，繼續往電解液液面上通入O2，保證電解液中O2飽和；

（9）電解池的密封可以確保實驗過程中電解液中O2飽和。若密封不好，會造成O2逸出，實驗數據不成規律（如轉速與電流不成正相關性）。

四、注意事項
電極打磨：選擇合適的拋光材料和拋光布，確保電極表面平整光滑。
催化劑制備：在制備催化劑溶液時，應確保溶液的濃度和均勻性。滴加催化劑溶液后，應讓其自然晾干避免高溫烘干導致催化劑裂開。