RRDE旋转环盘电极是电化学研究中一种重要的流体动力学工具，广泛应用于反应机理探究、中间产物检测及电子转移数测定等领域。其核心结构由一个中心圆盘电极和外围同心环电极组成，二者之间通过绝缘材料隔离，可独立施加电位并测量电流。
在基础层面，RRDE的工作原理基于强制对流效应。当电极快速旋转时，溶液因离心力作用形成稳定的层流边界层，使反应物以可控速率向电极表面扩散。圆盘电极通常用于引发目标电化学反应(如氧还原反应)，生成的中间产物随液流被“扫”向外侧环电极。若环电极施加适当电位，即可捕获并氧化或还原这些中间体，从而实现对其定性与定量分析。
进阶应用中，RRDE的关键参数是收集效率(Collection Efficiency,N)。该值由电极几何尺寸决定，反映环电极捕获圆盘产物的能力，通常通过标准体系标定。利用N值，可计算反应中生成的过氧化氢比例，进而推断氧还原路径(两电子或四电子机制)，这对燃料电池催化剂评价至关重要。
此外，RRDE还能揭示反应动力学信息。例如，在析氧或析氢反应中，通过调节转速与电位，结合Koutecký-Levich方程分析极限电流，可分离扩散控制与动力学控制过程，获得电子转移数和反应速率常数。
总之，RRDE旋转环盘电极凭借其独特的双电极构型与可控流体环境，成为连接宏观电化学信号与微观反应路径的桥梁。掌握其原理不仅有助于深入理解电催化机制，也为新型电极材料的设计与评估提供坚实支撑。
微信公众号
访问手机端