CN206788099U - 一种可测量电流效率的电化学测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电流效率测试的技术领域，具体而言涉及一种可测量电流效率的电化学测试装置，包括三电极电解池（1）、参比电极（4）和记录设备（11），三电极电解池（1）的一侧设有测量管（10），三电极电解池（1）呈U形结构，该U形结构中间部位设有离子交换膜（7）；三电极电解池（1）设置测量管（10）的一侧设有由参比电极（4）、盐桥（6）与鲁金毛细管（5）组成的参比电极体系，测量误差小。该测试装置还设有记录设备（11），能够准确测量析气副反应产生的气体量，从而测算反应电流效率。

Description

一种可测量电流效率的电化学测试装置

技术领域

本实用新型涉及电流效率测试的技术领域，具体而言，涉及一种可测量电流效率的电化学测试装置。

背景技术

电流效率是指发生电化学反应时，当一定电量通过电极,实际获得的产物质量(m实际)与根据法拉弟定律应获得的产物质量(m理论)之比。

一般水系电化学过程随着反应进行，由于反应物浓度变化，极化现象等因素，都会伴随着析氢、析氧副反应，通常经测量记录得到电化学反应前后产物质量差或浓度差和实际反应累计电量，比较计算获得电流效率。该方法周期长，反应产物质量差存在过滤清洗损失、干燥变性等问题，浓度差比较又涉及复杂测量过程，适用于小试或工业化生产。现有铝电解行业通过采气、流量分析、PC处理组合的在线监测装置能方便快捷的获得电流效率，但价格昂贵，适用于气量大且连续的反应。但是实验室研究的电化学循环伏安分析、线性扫描分析等过程，由于电极面积小，反应产物质量及浓度变化小，甚至很多研究对象涂覆于电极上，测量误差大，造成电流效率计算困难。

例如授权公告号为CN 103388149 B的中国发明专利，其公开了一种牺牲阳极电化学性能测试装置，恒温槽通过外接的循环泵与温度控制槽连接，恒温槽内装有恒温液体；循环水管道的一端与恒温槽的顶端固定连接，另一端与温度控制槽出水口连接 ；温度控制槽内放置有电解槽，电解槽中间固定制有横板，横板上制有阴极铜、参比电极插孔和试样插孔；电解槽中制有通气口，相邻的电解槽之间制有隔板；最右侧的电解槽上开制有电解槽出水口；外接的水流通气装置由可调式多孔増气泵组成；工控机为试验提供开关模块、万用表模块、数据采集模块和测量软件；其总体结构简单，设计原理可靠，使用操作方便，检测精确度好，自动化程度高，环境友好，适用于不同的牺牲阳极材料。但是该测试装置是通过采气、流量分析、PC处理组合的在线监测装置能方便快捷的获得电流效率，价格昂贵，适用于气量大且连续的反应，适用范围窄。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可测量电流效率的电化学测试装置， 解决现有技术中结构复杂、价格昂贵的问题。

为了实现上述设计目的，本实用新型采用的方案如下：

一种可测量电流效率的电化学测试装置，包括三电极电解池、参比电极和记录设备，三电极电解池的一侧设有测量管，所述三电极电解池呈U形结构，该U形结构中间部位设有离子交换膜，从而防止气液串通；三电极电解池设置测量管的一侧设有由参比电极、盐桥与鲁金毛细管组成的参比电极体系。本实用新型的测试装置具有结构简单、测量误差小的特点。

进行电化学测试前，将各部件安装到位并根据测试设备要求连好导线，打开工作电极的聚四氟塞的进气管上的阀门，用洗耳球、针筒等进行适量充气，使测量管液柱上升至超过下刻度线时关闭进气管上的阀门，再微调打开进气管上的阀门，使测量管液柱回落至下刻度线，接下来进行电化学测试，开启记录设备，当测试反应过程中发生析气副反应，测量管的液面上升，读取上升刻度即为析气体积，从而准确计算电流效率。

优选的是，所述记录设备为高速相机或具录像功能的电子设备，进行记录液面数值的变化。

在上述任一方案中优选的是，所述三电极电解池的U形结构的两端均设有聚四氟塞，对电解池进行密封，同时固定其它部件。

在上述任一方案中优选的是，所述三电极电解池的U形结构的两侧分别设有辅助电极和工作电极。需要说明的是，该测试装置使用中设置提前充气，使工作电极的液面上部气室带压，从而消除因气体压缩造成的初期不响应问题，微量测不准的问题。

在上述任一方案中优选的是，所述工作电极位于设置测量管的一侧。

在上述任一方案中优选的是，所述工作电极侧的聚四氟塞设有进气管。

在上述任一方案中优选的是，所述测量管上设有0～2mL刻度线，精度为0.1mL。

在上述任一方案中优选的是，所述进气管上设有阀门。

在上述任一方案中优选的是，所述辅助电极侧的聚四氟塞上设有导气管。

在上述任一方案中优选的是，所述三电极电解池选用透明有机玻璃材料。

附图说明

图1为按照本实用新型的可测量电流效率的电化学测试装置的一优选实施例的结构示意图。

附图标号：

三电极电解池1，辅助电极2，工作电极3，参比电极4，鲁金毛细管5，盐桥6，离子交换膜7，导气管8，进气管9，测量管10，记录设备11，聚四氟塞12。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型可测量电流效率的电化学测试装置的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，按照本实用新型的一种可测量电流效率的电化学测试装置的一优选实施例的结构示意图。

本实用新型的一种可测量电流效率的电化学测试装置，包括三电极电解池1、参比电极4和记录设备11，三电极电解池1的一侧设有测量管10，所述三电极电解池1呈U形结构，该U形结构中间部位设有离子交换膜7，从而防止气液串通；三电极电解池1设置测量管10的一侧聚四氟塞还固定有由参比电极4、盐桥6与鲁金毛细管5组成的参比电极体系。本实用新型的测试装置具有结构简单、测量误差小的特点。

在本实施例中，所述记录设备11为高速相机或具录像功能的电子设备，进行记录液面数值的变化。

在本实施例中，所述三电极电解池1的U形结构的两端均设有聚四氟塞12，对电解池进行密封，同时固定其它部件。

在本实施例中，所述三电极电解池1的U形结构的两侧分别设有辅助电极2和工作电极3。需要说明的是，该测试装置使用中设置提前充气，使工作电极3的液面上部气室带压，从而消除因气体压缩造成的初期不响应问题，微量测不准的问题。

在本实施例中，所述工作电极3位于设置测量管10的一侧。

在本实施例中，所述工作电极3侧的聚四氟塞设有进气管9。

在本实施例中，所述测量管10上设有0～2mL刻度线，精度为0.1mL。

在本实施例中，所述进气管9上设有阀门。

在本实施例中，所述辅助电极2侧的聚四氟塞12上设有导气管8。

在本实施例中，所述三电极电解池1选用透明有机玻璃材料。

本实用新型的可测量电流效率的电化学测试装置的工作过程为：电化学测试前，向三电极电解池1中加适量电解液，按示意图用聚四氟塞12将辅助电极2、工作电极3和鲁金毛细管5密封固定于三电极电解池1，鲁金毛细管5尖端对准工作电极3，并将盐桥6、参比电极4依次接入鲁金毛细管5。

根据测试设备要求连好导线，打开工作电极3的聚四氟塞12上的进气管9上的阀门，用洗耳球、针筒等进行适量充气，使测量管10液柱上升至超过下刻度线时关闭进气管9上的阀门，再微调打开进气管9的阀门，使测量管10液柱回落至下刻度线，接下来进行电化学测试。开启记录设备11，当测试反应过程中发生析气副反应，辅助电极2中的气体通过导气管8排出，工作电极3产生气体导致测量管10液面上升，读取上升刻度即为析气体积。根据析气体积值可换算成发生析气副反应对应的电量，以及测试设备记录的累计电量，计算反应电流效率。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的可测量电流效率的电化学测试装置包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。

Claims (10)

1.一种可测量电流效率的电化学测试装置，包括三电极电解池（1）、参比电极（4）和记录设备（11），三电极电解池（1）的一侧设有测量管（10），其特征在于：三电极电解池（1）呈U形结构，该U形结构中间部位设有离子交换膜（7）；三电极电解池（1）设置测量管（10）的一侧设有由参比电极（4）、盐桥（6）与鲁金毛细管（5）组成的参比电极体系。

2.如权利要求1所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：记录设备（11）为高速相机或具录像功能的电子设备。

3.如权利要求1所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：三电极电解池（1）的U形结构的两端均设有聚四氟塞（12）。

4.如权利要求1或3所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：三电极电解池（1）的U形结构的两侧分别设有辅助电极（2）和工作电极（3）。

5.如权利要求4所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：工作电极（3）位于设置测量管（10）的一侧。

6.如权利要求4所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：工作电极（3）侧的聚四氟塞设有进气管（9）。

7.如权利要求1所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：测量管（10）上设有0～2mL刻度线，精度为0.1mL。

8.如权利要求6所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：进气管（9）上设有阀门。

9.如权利要求4所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：辅助电极（2）侧的聚四氟塞（12）上设有导气管（8）。

10.如权利要求4所述的可测量电流效率的电化学测试装置，其特征在于：三电极电解池（1）选用透明有机玻璃材料。