[發(fā)明專利]用于電化學(xué)石英晶體微天平與拉曼光譜聯(lián)用的原位電解池

有效

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• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107576646B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王倩;張鎖江;郎海燕;王均鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N27/403
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種用于電化學(xué)石英晶體微天平與拉曼光譜聯(lián)用的原位電解池。該原位電解池包括石英溶液池(1)，裝載于石英溶液池水平段(101)內(nèi)部的第一活塞(A)和豎直段(102)內(nèi)部的第二活塞(B)；所述第一活塞(A)包含具有中空腔體的第一活塞桿(2)，裝載于第一活塞桿(2)內(nèi)部的石英晶體微天平啟振器(11)、電極固定塊(3)和第一墊片(4)；所述電極固定塊(3)和第一墊片(4)安裝有三電極體系；所述第一活塞桿(2)封閉端面中心有通光孔(O)，使工作電極(WE)可以接受拉曼光譜水平打光。本發(fā)明克服了常規(guī)原位電解池因溶液重力造成的電解池漏液，石英晶體微天平測量質(zhì)量不準，以及不適用于對水和氧氣敏感體系的測試等缺點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種原位電解池，具體涉及一種用于電化學(xué)石英晶體微天平與拉曼光譜聯(lián)用的原位電解池。

背景技術(shù)

電化學(xué)研究如今已經(jīng)達到分子水平，但是單純通過電化學(xué)工作站只能獲得體系的間接信息，這些信息反映的是體系的整體性質(zhì)，不能提供體系局部或者反應(yīng)過程中物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)方面的數(shù)據(jù)。拉曼光譜分析法是一種強大的材料表征技術(shù)，能夠提供物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)信息，每個拉曼振動峰會和某一固定化學(xué)鍵相匹配，同時水的拉曼散射很微弱，因此拉曼光譜可以彌補電化學(xué)工作站的不足，是研究固液界面電化學(xué)反應(yīng)的理想工具。將原位拉曼光譜與電化學(xué)石英晶體微天平聯(lián)用可深入研究電極過程，探究反應(yīng)機理。然而，拉曼光譜信號較弱以及石英晶體微天平采集信息易受干擾等原因使得原位電解池的設(shè)計受到諸多限制。

現(xiàn)有的結(jié)合拉曼光譜和電化學(xué)石英晶體微天平的電解池存在如下主要問題：

(1)漏液：拉曼光譜的激光自上而下照射在工作電極的表面上，因此工作電極需要從電解池下方插入其內(nèi)部，這樣一來，電解池溶液的重力作用會導(dǎo)致溶液滲漏；

(2)吸附物種測量不準確：石英晶體微天平具有極高的靈敏度，電解池溶液的重力對其測量結(jié)果影響很大，使得體系中某些吸附物種無法被測量到。

(3)觀察視野受限：目前為止，原位電解池的觀察視野只有電解池的一側(cè)，無法全方位觀測三極電極位置及工作電極的表面狀態(tài)；

(4)常規(guī)電解池不適用于對水和氧氣敏感體系的測試。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多問題，需要對結(jié)合拉曼光譜和電化學(xué)石英晶體微天平的原位電解池進行電極的合理設(shè)計和布局，以便于拉曼入射激光能夠準確地聚焦到工作電極需要測試的位置，同時避免電化學(xué)石英晶體微天平采集信息受到干擾。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于電化學(xué)石英晶體微天平與拉曼光譜聯(lián)用的原位電解池，以解決以上所述的至少一項技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于電化學(xué)石英晶體微天平與拉曼光譜聯(lián)用的原位電解池，包括通過溶液池固定架固定在水平移動臺上的石英溶液池，以及裝載于石英溶液池內(nèi)部的第一活塞和第二活塞。

所述石英溶液池包括水平段和豎直段，且水平段與豎直段呈直角連接，內(nèi)部腔體相通；其中所述石英溶液池水平段內(nèi)部裝載有第一活塞，所述石英溶液池豎直段裝載有第二活塞。

所述溶液池固定架包括水平固定架和垂直固定架；其中所述溶液池水平固定架具有與所述石英溶液池水平段相同曲率的曲面凹槽，該凹槽的一端有向豎直方向突出的擋板，對石英溶液池在水平面內(nèi)進行固定；該溶液池水平固定架凹槽的另一端側(cè)壁上有兩個對稱的螺紋孔；所述溶液池垂直固定架中心有孔、孔內(nèi)壁具有內(nèi)螺紋，該溶液池垂直固定架還具有朝著石英溶液池水平段封閉端方向伸出的軸向突出物，該軸向突出物包覆石英溶液池水平段開口端面，對石英溶液池在豎直平面各個方向進行固定；該溶液池垂直固定架下部具有兩個對稱的螺紋孔，與所述溶液池水平固定架凹槽側(cè)壁上的螺紋孔通過螺栓緊固在一起，實現(xiàn)溶液池水平固定架與溶液池垂直固定架之間的聯(lián)接固定。