RRDE旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極是研究電催化反應(yīng)機(jī)理(如氧還原反應(yīng)ORR、析氧反應(yīng)OER等)的重要工具，其通過(guò)盤(pán)電極生成中間產(chǎn)物、環(huán)電極捕獲并定量檢測(cè)，可有效推斷電子轉(zhuǎn)移數(shù)與反應(yīng)路徑。然而，RRDE實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性高度依賴(lài)于系統(tǒng)校正與對(duì)誤差來(lái)源的識(shí)別控制。
首要校正參數(shù)是收集效率(Collection Efficiency,N)，其定義為環(huán)電極檢測(cè)到的電流與盤(pán)電極生成中間體理論電流之比。N值受電極幾何結(jié)構(gòu)(環(huán)盤(pán)間距、環(huán)寬)、轉(zhuǎn)速及電解液性質(zhì)影響，需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)體系(如K?[Fe(CN)?]/K?[Fe(CN)?])實(shí)驗(yàn)測(cè)定，而非直接采用廠商標(biāo)稱(chēng)值。若N值不準(zhǔn)，將導(dǎo)致中間產(chǎn)物產(chǎn)率(如H?O?%)和電子轉(zhuǎn)移數(shù)(n)計(jì)算嚴(yán)重偏差。
其次，背景電流與電容電流需通過(guò)空白電解液循環(huán)伏安扣除，尤其在高掃速或高轉(zhuǎn)速下不可忽略。此外，iR降(溶液電阻引起的電位偏移)會(huì)扭曲極化曲線，應(yīng)采用正反饋或電流中斷法進(jìn)行補(bǔ)償，尤其在低電導(dǎo)率電解液中更為關(guān)鍵。
常見(jiàn)誤差來(lái)源包括：
1.電極表面污染或不平整：導(dǎo)致活性面積不均，影響電流響應(yīng)重復(fù)性；
2.旋轉(zhuǎn)軸偏心或振動(dòng)：破壞流體動(dòng)力學(xué)層流，使Levich方程失效；
3.環(huán)電極電位設(shè)置不當(dāng)：未能完全氧化/還原目標(biāo)中間體，造成漏檢；
4.溫度與氧飽和度波動(dòng)：影響擴(kuò)散系數(shù)與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，需嚴(yán)格控溫并預(yù)飽和氣體；
5.密封不良或電解液蒸發(fā)：改變濃度與液面高度，干擾旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)。
為提高數(shù)據(jù)可靠性，建議：定期拋光電極、校準(zhǔn)轉(zhuǎn)速、使用高純惰性氣體除氧、重復(fù)多組平行實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合Koutecký-Levich(K-L)分析驗(yàn)證線性關(guān)系。此外，采用多轉(zhuǎn)速下的環(huán)盤(pán)電流比進(jìn)行交叉驗(yàn)證，可有效識(shí)別異常數(shù)據(jù)。
綜上，RRDE旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極實(shí)驗(yàn)雖功能強(qiáng)大，但其數(shù)據(jù)質(zhì)量高度依賴(lài)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男Ｕ鞒膛c對(duì)系統(tǒng)誤差的全面控制。只有在規(guī)范操作與科學(xué)校正基礎(chǔ)上，所得機(jī)理結(jié)論才具可信度與可比性。
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