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RRDE旋转环盘电极在光电化学和光催化研究中的拓展应用

更新时间:2025-05-26      点击次数:27
  RRDE旋转环盘电极作为一种重要的电化学研究工具,广泛应用于催化反应机理、电子转移过程及中间产物检测等领域。近年来,随着新能源材料与绿色催化技术的发展,RRDE在光电化学(PEC)和光催化研究中也展现出特别的应用价值。
 
  在光电化学研究中,RRDE可用于分析半导体光电极的载流子行为及其界面反应动力学。例如,在研究TiO₂、BiVO₄等光阳极材料时,通过RRDE技术可以精确测定光生电子的收集效率,并结合环电极对氧化或还原中间体进行实时捕获与定量分析,从而揭示光激发下的电荷分离与复合机制。此外,RRDE还可用于评估外加偏压对光电流响应的影响,为优化光电极结构和提升光电转换效率提供理论依据。
 
  在光催化领域,RRDE技术主要应用于自由基类活性物种的检测与反应路径解析。以光催化水分解产氢或CO₂还原为例,利用RRDE可在光照条件下同步监测主电极上的氧化/还原反应,并通过环电极捕捉可能生成的H₂O₂、O₂⁻或其他中间产物,从而推导出反应的电子转移数及反应选择性。这种双电极协同检测模式显著提高了对复杂反应体系的理解能力,有助于筛选高效稳定的光催化剂。

 


 
  同时,RRDE还可用于研究光催化降解有机污染物的反应机理。例如,在紫外-可见光驱动下,通过环电极检测特定自由基(如·OH)的存在与否及其浓度变化,可有效判断催化剂的活性位点与反应路径,为环境修复材料的设计提供指导。
 
  综上所述,RRDE旋转环盘电极凭借其高灵敏度、动态监测能力和多参数获取优势,在光电化学与光催化研究中发挥着越来越重要的作用。未来,随着原位表征技术和数据处理方法的进步,RRDE有望进一步拓展至更复杂的光-电耦合体系研究,助力新型能源材料与绿色催化技术的发展。