[發(fā)明專利]一種體系溫度可控的光電通用型三電極電解池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811480679.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN109580732A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧國龍;羅軍濤;胡闖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/28
• 分類號(hào): G01N27/28;G01N27/30;G01N27/333;G01N27/416;G01N27/48
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程小艷

本發(fā)明公開一種體系溫度可控的光電通用型三電極電解池，包括工作電極池和對(duì)電極池，所述工作電極池通過鎖環(huán)與對(duì)電極池相連接，所述工作電極池通過燒結(jié)玻璃與參比電解池?zé)Y(jié)為一體，所述工作電極池和對(duì)電極池設(shè)置于外層溫控循環(huán)槽內(nèi)，所述外層溫控循環(huán)槽設(shè)有恒溫介質(zhì)入口與出口；所述工作電極池和參比電極池中含有工作電極和參比電極，所述對(duì)電極池中含有對(duì)電極，所述工作電極池上有進(jìn)氣孔和出氣孔，分別位于其側(cè)面下部和上部；所述對(duì)電極池上有進(jìn)氣孔和出氣孔，分別位于其側(cè)面下部和上部；所述工作電極池上設(shè)置有通光孔。采用液體循環(huán)方式，與恒溫槽相連實(shí)現(xiàn)對(duì)電解池反應(yīng)溫度的控制；參比電極與工作電極之間通過燒結(jié)玻璃實(shí)現(xiàn)一體化，縮短兩電極間的距離，消除部分溶液電阻，保證工作電極表面電化學(xué)過程中電位、電流值的精確；電解池和光電解池兩用裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)電解池裝置領(lǐng)域，具體涉及一種體系溫度可控的光電通用型三電極電解池。

背景技術(shù)

電化學(xué)是研究電作用和化學(xué)作用交互關(guān)系的化學(xué)分支，通過施加不同的電位，來觀測研究對(duì)象的不同電流情況；是基于電解池內(nèi)電解液的組成與含量，不同的電極材料和電解參數(shù)與其電化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系而建立起來的一類分析方法。根據(jù)不同的施加信號(hào)，電化學(xué)分析法可分為循環(huán)伏安法、線性伏安法、交流阻抗法、電位法和電解法等。但無論采用哪一種類型的電化學(xué)分析方法，都必須在電解池中進(jìn)行，因此電解池對(duì)各類電分析研究有著不可替代的作用。常見的電解池是兩電極體系，其有一個(gè)陰極和一個(gè)陽極，通過鹽橋相連接構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。此體系結(jié)果簡單、測試方便，但是由于體系中存在電流的通過，會(huì)在體系溶液中產(chǎn)生壓降，導(dǎo)致施加的外電壓大于體系需要電壓，導(dǎo)致測量結(jié)果有較大誤差；另外，體系中存在的電流也會(huì)使對(duì)電極產(chǎn)生極化，導(dǎo)致工作電極的電位難以精確測定。

為了解決兩電極體系中存在電流的問題，在體系中增加了具有穩(wěn)定電位的參比電極。因?yàn)殡娏鞑涣鹘?jīng)參比電極，所以參比電極并不會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象。通過參比電極可以得到工作電極的電位信號(hào)，通過對(duì)電極可以得到工作電極的電流信號(hào)，大大提高了測試的精確性和科學(xué)性。但是，在三電極體系中，參比電極和工作電極之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)溶液電阻，導(dǎo)致工作電極的電位信號(hào)產(chǎn)生誤差，另外，對(duì)電極中的逆反應(yīng)和體系中溶液溫度的變化也會(huì)影響工作電極。因此，設(shè)計(jì)出一種能減少上訴缺點(diǎn)的電解池是十分必要的。目前，光電反應(yīng)的應(yīng)用也促使其快速發(fā)展，在電解體系中引入光能可以優(yōu)化需要的目標(biāo)產(chǎn)物，大大提高能源的利用效率。針對(duì)以上問題，本實(shí)驗(yàn)新型發(fā)明了一種體系溫度可控的光電通用型三電極電解池。液體循環(huán)方式可實(shí)現(xiàn)對(duì)電解池反應(yīng)溫度的控制，裝置可以完成在不同溫度下的電化學(xué)反應(yīng)測試；離子交換膜將工作電極池和對(duì)電極池中溶液隔離，減少對(duì)電極表面反應(yīng)對(duì)工作電極的影響；參比電極與工作電極之間通過燒結(jié)玻璃相構(gòu)成一個(gè)整體，縮短兩電極間的距離，消除部分溶液電阻；在工作電解池出設(shè)置通光孔，使裝置即可以作為電解池，也可以用作光電解池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種體系溫度可控的光電通用型三電極電解池。

本發(fā)明為解決背景技術(shù)中的技術(shù)問題,采用的方案為：一種體系溫度可控的光電通用型三電極電解池，包括工作電極池和對(duì)電極池，所述工作電極池通過鎖環(huán)與對(duì)電極池相連接，所述工作電極池通過燒結(jié)玻璃與參比電解池?zé)Y(jié)為一體，所述工作電極池和對(duì)電極池設(shè)置于外層溫控循環(huán)槽內(nèi)，所述外層溫控循環(huán)槽設(shè)有恒溫介質(zhì)入口與出口；

所述工作電極池和參比電極池中含有工作電極和參比電極，所述對(duì)電極池中含有對(duì)電極，所述工作電極池上有進(jìn)氣孔和出氣孔，分別位于其側(cè)面下部和上部；所述對(duì)電極池上有進(jìn)氣孔(6)和出氣孔，分別位于其側(cè)面下部和上部；

所述工作電極池上設(shè)置有通光孔。

所述外層溫控循環(huán)槽中恒溫介質(zhì)為水、酒精、甘油水溶液、硅油中任意一種，溫度為-10～100℃。

當(dāng)作為純電解池時(shí)，通光孔為封閉狀態(tài)；當(dāng)作為光電電解池時(shí)，通光孔打開，平行光經(jīng)通光孔垂直照射于工作電極表面。