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原文传递一种电极表面传质可控的电化学测试装置及方法

专利名称：	一种电极表面传质可控的电化学测试装置及方法
摘要：	本发明提供一种电极表面传质可控的电化学测试装置及方法，所述装置包含电化学测试系统、流速控制系统和数据采集系统。电化学测试系统中多口电解池包括出液口、进液口、喷嘴孔、进气口、出气口、工作电极固定口、对电极固定口和参比电极固定口，流速控制系统包括阀门、流量计、耐酸碱硅胶管、微型循环供液泵和导气管，数据采集系统包括电化学工作站、计算机、电极导线和数据线。利用该装置进行的测试方法实现了电极表面传质的精准调控，加快了产物在电极表面的脱附；提高了液相传质速率并充分发挥了催化剂的催化能力，相比传统装置该装置成本低、易搭建，可实现催化剂在常见电解液中的电化学性能研究并获得具有良好规律及重现性的性能曲线。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	黑龙江大学
发明人：	陈志敏;陈硕;吴昊;任志宇;吴谊群
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910282480.8
公开号：	CN109900765A
分类号：	G01N27/42(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号
主权项：	1.一种电极表面传质可控的电化学测试装置，其特征在于：所述的电化学测试装置包含电化学测试系统（5）、流速控制系统和数据采集系统，所述的电化学测试系统（5）包括多口电解池，所述多口电解池设有出液口（5-1）、进液口（5-2）、喷嘴孔（5-3）、进气口（5-4）、出气口（5-5）、工作电极固定口（5-6）、对电极固定口(5-7)和参比电极固定口（5-8）；所述的流速控制系统包括阀门（1）、流量计（2）、导气管（3）、微型循环供液泵（4）、和耐酸碱硅胶管（6）；所述的数据采集系统包括电化学工作站（7）、计算机（8）、电极导线（9）和数据线（10）；其中，阀门（1）和流量计（2）通过导气管（3）与多口电解池进气口（5-4）相连；微型循环供液泵（4）进液端通过耐酸碱硅胶管（6）与多口电解池的出液口（5-1）相连，出液端通过耐酸碱硅胶管（6）与多口电解池的进液口（5-2）相连；工作电极（5-9）、对电极（5-10）和参比电极（5-11）通过工作电极固定口（5-6）、对电极固定口（5-7）和参比电极固定口（5-8）固定在多口电解池中并通过电极导线（9）与电化学工作站（7）相连，电化学工作站（7）通过数据线（10）与计算机（8）相连。 2.根据权利要求1所述的一种电极表面传质可控的电化学测试装置，其特征在于：所述阀门（1）用于控制气路的关闭或打开、流量计（2）控制气体流速；所述气体为氧气、氮气或氩气。 3.根据权利要求1所述的一种电极表面传质可控的电化学测试装置，其特征在于：所述微型循环供液泵（4）的种类有恒流蠕动泵、微型隔膜泵或微型自吸泵。 4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种电极表面传质可控的电化学测试装置实现的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：（ⅰ）电化学测试系统（5）中多口电解池内盛装电解液，阀门（1）和流量计（2）通过导气管（3）与多口电解池进气口（5-4）相连，打开阀门（1），利用流量计（2）控制气体通入电解液的流速，同时微型循环供液泵（4）进液端通过耐酸碱硅胶管（6）与多口电解池的出液口（5-1）相连，出液端通过耐酸碱硅胶管（6）与多口电解池的进液口（5-2）相连，打开微型循环供液泵电源，使电解液在电化学测试系统（5）和流速控制系统构成的装置内循环流动，保证整套装置处于工作状态；（ⅱ）将电极芯表面涂有催化剂的工作电极（5-9）插入到工作电极固定口（5-6）中，使其正对喷嘴孔（5-3）并调节它们之间的距离，通过微型循环供液泵（4）控制电解液在电极芯表面的传质流速，同时将对电极（5-10）和参比电极（5-11）固定在对电极固定口（5-7）和参比电极固定口（5-8）中；（ⅲ）工作电极（5-9）、对电极（5-10）和参比电极（5-11）通过电极导线（9）与电化学工作站（7）相连，电化学工作站（7）通过数据线（10）与计算机（8）相连，启动程序采集数据，当电化学测试结束后，即可获得催化剂性能曲线。 5.根据权利要求4所述的一种电极表面传质可控的电化学测试装置实现的测量方法，其特征在于：所述的电解液为0.1 mol/L KOH、0.1 mol/L HCIO4、1 mol/L H2SO4或1 mol/LKOH。 6.根据权利要求4所述的一种电极表面传质可控的电化学测试装置实现的测量方法，其特征在于：所述工作电极（5-9）的电极芯表面与喷嘴孔（5-3）之间的距离为0.2~2 mm。 7.根据权利要求4所述的一种电极表面传质可控的电化学测试装置实现的测量方法，其特征在于：所述工作电极（5-9）的电极芯直径为3~5 mm。 8.根据权利要求4所述的一种电极表面传质可控的电化学测试装置实现的测量方法，其特征在于：所述喷嘴孔（5-3）的直径为0.5~1 mm。 9.根据权利要求4所述的一种电极表面传质可控的电化学测试装置实现的测量方法，其特征在于：所述的流速控制系统中微型循环供液泵（4）可控制的电极表面传质流速范围为0~120 mL/min。
所属类别：	发明专利