RRDE旋转环盘电极是研究电催化反应机理(如氧还原反应ORR、析氧反应OER等)的重要工具，其通过盘电极生成中间产物、环电极捕获并定量检测，可有效推断电子转移数与反应路径。然而，RRDE实验数据的准确性高度依赖于系统校正与对误差来源的识别控制。
首要校正参数是收集效率(Collection Efficiency,N)，其定义为环电极检测到的电流与盘电极生成中间体理论电流之比。N值受电极几何结构(环盘间距、环宽)、转速及电解液性质影响，需通过标准体系(如K₃[Fe(CN)₆]/K₄[Fe(CN)₆])实验测定，而非直接采用厂商标称值。若N值不准，将导致中间产物产率(如H₂O₂%)和电子转移数(n)计算严重偏差。
其次，背景电流与电容电流需通过空白电解液循环伏安扣除，尤其在高扫速或高转速下不可忽略。此外，iR降(溶液电阻引起的电位偏移)会扭曲极化曲线，应采用正反馈或电流中断法进行补偿，尤其在低电导率电解液中更为关键。
常见误差来源包括：
1.电极表面污染或不平整：导致活性面积不均，影响电流响应重复性；
2.旋转轴偏心或振动：破坏流体动力学层流，使Levich方程失效；
3.环电极电位设置不当：未能完全氧化/还原目标中间体，造成漏检；
4.温度与氧饱和度波动：影响扩散系数与反应动力学，需严格控温并预饱和气体；
5.密封不良或电解液蒸发：改变浓度与液面高度，干扰旋转流场。
为提高数据可靠性，建议：定期抛光电极、校准转速、使用高纯惰性气体除氧、重复多组平行实验，并结合Koutecký-Levich(K-L)分析验证线性关系。此外，采用多转速下的环盘电流比进行交叉验证，可有效识别异常数据。
综上，RRDE旋转环盘电极实验虽功能强大，但其数据质量高度依赖严谨的校正流程与对系统误差的全面控制。只有在规范操作与科学校正基础上，所得机理结论才具可信度与可比性。
微信公众号
访问手机端