旋轉(zhuǎn)環(huán)盤/圓盤電極RRDE是研究電化學(xué)反應(yīng)中間產(chǎn)物、揭示反應(yīng)機(jī)理的核心設(shè)備，其精準(zhǔn)運(yùn)行依賴于啟動(dòng)前的規(guī)范檢查。忽略任何細(xì)節(jié)都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差、設(shè)備損壞甚至安全事故。以下是啟動(dòng)前必須完成的3項(xiàng)關(guān)鍵檢查：
一、機(jī)械結(jié)構(gòu)檢查：確保旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠
RRDE的核心功能依賴盤電極與環(huán)電極的協(xié)同旋轉(zhuǎn)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的完整性直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。首先檢查旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)連接處：手動(dòng)輕轉(zhuǎn)主軸，確認(rèn)無卡頓、松動(dòng)或異常摩擦聲(正常應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)順滑)，若發(fā)現(xiàn)晃動(dòng)或異響，需緊固軸承螺絲或聯(lián)系工程師檢修。其次查看盤環(huán)電極夾具：確保盤電極(中心)與環(huán)電極(外圍)的相對(duì)位置符合標(biāo)準(zhǔn)(通常環(huán)電極與盤電極間距為0.1-0.2mm)，夾具螺絲需擰緊無松動(dòng)，避免旋轉(zhuǎn)時(shí)電極偏移導(dǎo)致間隙變化，影響中間產(chǎn)物捕獲效率。較后檢查電極表面狀態(tài)：盤/環(huán)電極表面應(yīng)光滑無劃痕、無氧化層(如鉑電極需呈現(xiàn)金屬光澤)，若表面污染(如碳沉積、有機(jī)物殘留)，需用專用拋光布或氧化鋁粉末(0.05μm)輕柔拋光至鏡面，否則會(huì)影響電化學(xué)反應(yīng)活性與信號(hào)傳輸。
二、氣路與密封檢查：保障實(shí)驗(yàn)環(huán)境純凈可控
RRDE常用于溶液中的氣相參與反應(yīng)(如氧還原反應(yīng)ORR)，氣密性不足會(huì)導(dǎo)致氣體泄漏或外界空氣混入，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。首先檢查旋轉(zhuǎn)密封系統(tǒng)：觀察密封圈(通常為氟橡膠或聚四氟乙烯材質(zhì))是否完好無破損，密封腔內(nèi)無液體滲漏(若有氣泡或水漬，需更換密封圈并涂抹真空潤(rùn)滑脂)。其次測(cè)試氣體通路：連接高純度氣體(如氮?dú)狻⒀鯕?，純?gt;99.999%)，開啟氣泵后觀察氣體流量計(jì)(如轉(zhuǎn)子流量計(jì))，確認(rèn)氣流穩(wěn)定無波動(dòng)(正常流量根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定，如ORR實(shí)驗(yàn)常用5-20mL/min)，同時(shí)檢查氣體出口(通常位于電解池頂部)是否有漏氣(可用肥皂水涂抹接口，無氣泡產(chǎn)生即為合格)。較后驗(yàn)證電解池密封性：將電解池蓋與主體旋緊后，觀察池內(nèi)是否有氣泡從縫隙溢出(若有則需更換池體密封墊)，確保整個(gè)體系在旋轉(zhuǎn)過程中保持密閉，防止外界氧氣或二氧化碳干擾反應(yīng)。
三、電路與參數(shù)預(yù)檢：確保信號(hào)采集精準(zhǔn)無誤
RRDE通過電化學(xué)工作站采集盤電極與環(huán)電極的信號(hào)，電路連接錯(cuò)誤或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。首先檢查電極連線：確認(rèn)盤電極線(通常為工作電極)、環(huán)電極線(通常為對(duì)電極/輔助電極)與電化學(xué)工作站的對(duì)應(yīng)接口連接正確(常見為綠色/紅色線接盤，黑色線接環(huán))，避免正負(fù)極接反或接觸不良(可用萬用表檢測(cè)通路電阻，正常應(yīng)<1Ω)。其次驗(yàn)證電化學(xué)工作站參數(shù)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求預(yù)設(shè)初始參數(shù)(如盤環(huán)電極的初始電位、掃描速率)，確保儀器處于“待機(jī)模式”而非強(qiáng)制輸出狀態(tài)(避免啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)電流沖擊損壞電極)。較后檢查旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)：確認(rèn)電機(jī)控制器與主機(jī)通信正常(通過顯示屏或軟件查看旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定值是否能正常顯示)，測(cè)試低速旋轉(zhuǎn)(如50rpm)時(shí)電機(jī)響應(yīng)是否平穩(wěn)(無抖動(dòng)或異響)，避免高速啟動(dòng)(如1000rpm以上)時(shí)因參數(shù)錯(cuò)誤導(dǎo)致設(shè)備過載。
完成這3項(xiàng)檢查，可有效規(guī)避旋轉(zhuǎn)環(huán)盤/圓盤電極RRDE啟動(dòng)時(shí)的常見風(fēng)險(xiǎn)，為后續(xù)電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究(如中間產(chǎn)物選擇性、電子轉(zhuǎn)移數(shù)計(jì)算)提供穩(wěn)定可靠的硬件基礎(chǔ)，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與設(shè)備的長(zhǎng)久耐用性。
微信公眾號(hào)
訪問手機(jī)端
