详情

原文传递一种观测电极表面气泡行为的装置和方法

专利名称：	一种观测电极表面气泡行为的装置和方法
摘要：	本发明涉及电化学中间过程的检测领域，特别涉及一种观测电极表面气泡行为的装置和方法。所述装置包括工作电极层(1)、金层(2)、透明基底层(3)、光源(4)、光强检测器(5)、电化学反应池(6)、电化学工作站(7)、对电极(8)。本发明的装置可同时输出电化学性能参数和表面等离子共振分析成像系统的光学性能参数，用于分析气泡属性和电极表面的反应过程，精准对应。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京化工大学
发明人：	孙晓明;罗亮
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910134187.7
公开号：	CN109856142A
代理机构：	北京市领专知识产权代理有限公司
代理人：	陈有业
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100029 北京市朝阳区北三环东路15号
主权项：	1.一种观测电极表面气泡行为的装置，其特征在于，所述装置包括工作电极层(1)、金层(2)、透明基底层(3)、光源(4)、光强检测器(5)、电化学反应池(6)、电化学工作站(7)、对电极(8)；所述工作电极层(1)、金层(2)、透明基底层(3)依次接触；所述电化学工作站(7)分别与所述工作电极层(1)和对电极(8)电连接，所述电化学工作站(7)为所述装置提供电压，并记录电流和电压随时间的变化；所述工作电极层(1)和对电极(8)设置在所述电化学反应池(6)内；所述工作电极层(1)构成所述电化学反应池(6)的一个密封壁，使得在所述电化学反应池(6)内加入电解液(11)时，所述电解液(11)与所述工作电极层(1)接触，且不会泄露；所述光源(4)与光强检测器(5)布置成使得所述光源(4)发出的入射光穿过所述透明基底层(3)后在所述金层(2)处发生全反射，反射光被所述光强检测器(5)接收。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括参比电极(9)，其设置在所述电化学反应池(6)内且与所述电化学工作站(7)电连接。 3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工作电极层(1)与所述电化学工作站(7)的电源正极或者负极连接。 4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工作电极层(1)的材料为具有电化学活性的金属，选自：银、铂、钯、钌、铑、铱、铜、钴、镍或铁及这些金属中任意两种或两种以上的合金。 5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工作电极层(1)全覆盖或部分覆盖在所述金层(2)上。 6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工作电极层(1)以周期性点阵结构排列的圆孔方式部分覆盖在所述金层(2)上。 7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括高速摄像机，其位置以能测量气泡接触角为准。 8.一种利用权利要求1或7所述的装置观测电极表面气泡行为的方法，其特征在于，包括以下步骤： A、在所述电化学反应池(6)中加入电解液(11)； B、启动所述装置，随着电化学反应的进行，所述工作电极层(1)表面产生或消耗气泡(10)； C、所述光源(4)发射偏振入射光，该入射光穿过透明基底层(3)在所述金层(2)处发生全反射，产生气泡的区域光的反射行为会受到影响，使得光强发生改变，所述光强检测器(5)记录反射率随时间的变化；所述电化学工作站(7)记录电流和电压随时间的变化；根据上述信息，分析所述气泡(10)的属性和所述工作电极层(1)的电化学性能。 9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述气泡(10)的属性选自：所述气泡(10)与所述工作电极层(1)的接触面积、所述气泡(10)与所述工作电极层(1)的接触面的直径或所述气泡(10)的直径；所述工作电极层(1)的电化学性能选自：电极的产生或消耗气体的本征活性、电极的亲气性、电极的疏气性。 10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据不同时间点处反射率的差分数据来分析所述气泡(10)的属性和所述工作电极层(1)的电化学性能。
所属类别：	发明专利