[發明專利]一種流通式高壓水熱三電極電化學測量系統

在審

• 申請號: 202010883064.6
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111855784A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 林森;李和平;崔燦;劉慶友;劉禮宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院地球化學研究所
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 張行超

本發明公開了一種流通式高壓水熱三電極電化學測量系統，包括反應容器、進樣管路、流出管路、參比管路、電極基座、工作電極組件、輔助電極組件和參比電極組件，工作電極組件包括工作電極、第一引線和預封組件，預封組件包括絕緣套和緊箍件，絕緣套套在第二基體和礦物電極上，緊箍件套設于絕緣套的外表面，工作狀態下，工作電極的測試端與流體接觸，并藉由緊箍件產生的微小應力形成初始密封，并依靠水流體自身壓力擠壓絕緣套，從而達到高壓下的密封效果，使被測電極處于準等靜壓狀態。本發明可以解決現有流通式高壓水熱三電極電化學測量系統在高壓水熱體系中實驗成功率低，準確性差及使用場合受限等問題。

技術領域

本發明涉及一種流通式高壓水熱三電極電化學測量系統，屬于三電極電化學測量技術領域。

背景技術

材料在高壓水熱體系中腐蝕動力學、熱力學過程以及高壓水熱體系本身物理、化學性質是高壓水熱科學領域的重點研究目標。而三電極電化學測量技術是了解材料在流體中腐蝕行為以及流體本身物理、化學性質的一種重要方法，因此建立一種可滿足現有要求的高壓水熱體系三電極電化學測量系統具有重要的意義。

目前已有的高壓水熱體系三電極電化學測量系統，就其流體運動狀態而言，可分為靜止式和流通式。靜止式系統中，由于電極材料以及高壓釜壁持續與水流體發生反應，導致水流體組分發生改變，尤其是決定水流體腐蝕性的重要參數如氧逸度、pH值等偏離初始值，從而給實驗數據帶來誤差。流通式系統中，通過高壓恒流泵不斷泵入新鮮的實驗流體，并同時排出反應后的流體，使實驗流體不斷更新，從而保證了流體組分的穩定，提高了實驗測量結果的可靠性。而在已有的流通式高壓水熱體系三電極電化學測量系統中，往往存在著以下幾點問題：1， 結構復雜，需要多處電極密封機構，導致系統發生泄漏風險較高，實驗成功率低；2，以冷密封方式進行電極密封的系統中存在著高溫高壓容腔體內的溫度梯度過高，熱對流嚴重的問題，而以熱密封方式進行電極密封的系統往往無法在水超臨界點以上的溫度條件下長期工作；3，現有的系統中，電極密封機構往往會對電極施加較大的應力，一方面使電極處于較大的差異應力作用狀態下，改變了電極的熱力學狀態，從而使實驗結果產生偏差，另一方面，對于一些強度較差的電極材料，較大的應力會導致電極破碎，使實驗無法進行。

發明內容

基于上述，本發明提供一種流通式高壓水熱三電極電化學測量系統，以解決現有三電極電化學測量系統在高壓水熱體系中存在的實驗成功率低，準確性差及使用場合受限的技術問題。

本發明的技術方案是：一種流通式高壓水熱三電極電化學測量系統，包括反應容器、進樣管路、流出管路和參比管路，所述反應容器具有一反應腔體，所述進樣管路和所述流出管路均與所述反應腔體相連，所述參比管路與所述流出管路相連，工作狀態下，所述進樣管路用于將實驗溶液輸送到所述反應腔體內，所述參比管路用于將參比溶液輸送到所述流出管路上，流出所述反應腔體的溶液和所述參比溶液混合后由所述流出管路流出；所述測量系統還包括：

電極基座，安裝在所述反應容器上，包括第一基體和第二基體，所述第二基體連接在所述第一基體上；

工作電極組件，包括：

工作電極，設置在所述第二基體的端部，所述端部為與所述第二基體與所述第一基體連接端的另一相對端，并且，所述工作電極具有測試端，所述測試端為所述工作電極與所述第二基體相近一端的另一相對端；

第一引線，所述第一引線的一端與所述工作電極相連，另一端穿過所述電極基座后向外延伸；

預封組件，包括絕緣套和緊箍件，所述絕緣套套在所述第二基體和所述工作電極的外環面上，所述緊箍件套設于所述絕緣套的外表面上；

輔助電極組件，包括：

輔助電極，設置在所述第一基體的表面，并環繞在所述工作電極的外圍；

第二引線，所述第二引線的一端與所述輔助電極相連，另一端穿過所述第一基體后向外延伸；