旋(xuan)轉圓(yuan)盤(pan)電極專(zhuan)欄(lan)：電極(ji)反應(ying)基(ji)本(ben)原(yuan)理及電(dian)極(ji)-溶(rong)液(ye)界(jie)面(mian)電(dian)性質(zhi)

旋(xuan)轉圓(yuan)盤(pan)電極（RRDE）是(shi)電化學實驗(yan)儀器，電極(ji)旋(xuan)轉可以使(shi)溶(rong)液(ye)形(xing)成強(qiang)對(dui)流，提高傳(chuan)質(zhi)速度(du)；傳(chuan)質(zhi)速度(du)又可以(yi)通(tong)過電極(ji)轉速進(jin)行(xing)精確控(kong)制(zhi)，讓電流密(mi)度(du)分(fen)布(bu)更(geng)均勻(yun)，滿足(zu)多樣(yang)化電(dian)化(hua)學實驗(yan)需求(qiu)。

在(zai)電化(hua)學中，三(san)電(dian)極(ji)體(ti)系(xi)包括工(gong)作(zuo)電極(ji)、對(dui)電極(ji)和參比電(dian)極(ji)，電流(liu)通過電極(ji)和(he)電解質(zhi)溶(rong)液(ye)界(jie)面(mian)時(shi)，電(dian)極上發生的化(hua)學變化(hua)。電(dian)極反應(ying)的原(yuan)理是什麽(me)，電極(ji)-溶(rong)液(ye)界(jie)面(mian)電(dian)性質(zhi)有(you)什麽(me)？

在電(dian)化學實驗(yan)中，電(dian)極反(fan)應(ying)的基(ji)本(ben)過程包(bao)含(han)4個(ge)步(bu)驟(zhou)。

① 雙(shuang)電(dian)層(ceng)充電步驟(zhou)（發生在雙電層(ceng)兩(liang)側）

② 電(dian)荷(he)轉移步驟(zhou)（雙(shuang)電(dian)層(ceng)內）

③ 傳(chuan)質(zhi)步(bu)驟(zhou)（電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)與(yu)溶(rong)液(ye)之間(jian)的空(kong)間(jian)）

④ 電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)的吸(xi)附(fu)或化學變化(hua)所實現(xian)的表(biao)面(mian)轉化步驟(zhou)

這裏(li)向(xiang)大(da)家(jia)介(jie)紹“雙(shuang)電(dian)層(ceng)模型"。當(dang)壹(yi)個(ge)帶(dai)點電極(ji)插入(ru)水(shui)基(ji)型電(dian)解(jie)液(ye)時(shi)，將(jiang)排斥同種(zhong)電荷並(bing)將(jiang)吸(xi)引異(yi)種(zhong)電荷到(dao)電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)。圖中為(wei)溶(rong)液(ye)負離(li)子(zi)吸(xi)附(fu)在(zai)電(dian)極表(biao)面(mian)，由(you)負離(li)子(zi)包(bao)裹(guo)的這壹(yi)層(ceng)成為(wei)內亥(hai)姆(mu)霍(huo)茲(zi)平(ping)面(mian)（綠(lv)線 inner Helmholze plane IHP），同時(shi)另(ling)壹(yi)極性的離(li)子(zi)又會(hui)包裹(guo)內亥(hai)姆(mu)霍(huo)茲(zi)平(ping)面(mian)，形(xing)成外(wai)亥(hai)姆(mu)霍(huo)茲(zi)平(ping)面(mian)（藍(lan)線 outer Helmholtz plane OHP）。

電極(ji)體(ti)系(xi)中通(tong)入外(wai)界(jie)電子(zi)，部分(fen)電(dian)子將會(hui)在電(dian)子導(dao)體(ti)和(he)離(li)子(zi)導體(ti)的界(jie)面(mian)的金屬(shu)相這壹(yi)側發生富(fu)集(ji)，從而使(shi)該(gai)電極體系(xi)的電(dian)極(ji)電位發生偏移(yi)。電極過程的雙(shuang)電(dian)層(ceng)充電步驟(zhou)。

充電完(wan)成(cheng)之後(hou)，電(dian)極表(biao)面(mian)的氧(yang)化態(tai)將會(hui)得到(dao)剩余的電(dian)子(zi)，完(wan)成(cheng)氧(yang)化態(tai)還原(yuan)成還原態(tai)的過程，也就(jiu)是(shi)電荷(he)轉移過程。

由(you)於(yu)電極表(biao)面(mian)氧(yang)化態(tai)物種(zhong)濃度(du)發生下降，溶(rong)液(ye)本(ben)體(ti)和電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)的空(kong)間(jian)內(nei)會(hui)形(xing)成濃度(du)梯(ti)度(du)，會(hui)發生本體溶(rong)液(ye)中的氧(yang)化態(tai)物種(zhong)向電極(ji)表(biao)面(mian)擴(kuo)散(san)的現(xian)象(xiang)，將本體溶(rong)液(ye)中的氧(yang)化態(tai)物種(zhong)補充到電極表(biao)面(mian)，既(ji)傳(chuan)質(zhi)過程。

在(zai)有(you)壹(yi)些(xie)場合，本體溶(rong)液(ye)中的氧(yang)化態(tai)物種(zhong)，傳(chuan)輸到電(dian)極表(biao)面(mian)過後，會(hui)有壹(yi)個(ge)化(hua)學轉化過程，也就(jiu)是(shi)表(biao)面(mian)轉化步驟(zhou)。