RRDE旋轉環盤電極是研究電催化反應機理、特別是定量檢測反應中間體(如H?O?)的重要工具。然而,其測試結果易受多種因素干擾,若不加以控制,將導致收集效率失真、電子轉移數誤判等嚴重誤差。以下是RRDE測試中幾類典型誤差來源及其校正方法。
1.電極表面狀態不佳
盤/環電極表面污染、劃痕或氧化層會顯著影響電子傳導與反應活性。例如,鉑環表面吸附雜質會降低對H?O?的氧化效率,造成環電流偏低。
校正方法:每次實驗前需進行機械拋光(0.05μm氧化鋁漿)、超聲清洗,并在空白電解液中循環伏安活化,直至獲得穩定的標準響應。
2.電解液未充分除氧或含雜質
溶解氧會干擾還原反應背景電流;有機雜質可能在電極表面吸附,改變反應路徑。
校正方法:測試前通高純惰性氣體(N?或Ar)≥30分鐘,并使用高純試劑與超純水(電阻率≥18.2 MΩ·cm)。

3.旋轉軸偏心或密封泄漏
電機振動或密封不良會導致電解液滲入電極內部,造成短路或噪聲增大。
校正方法:定期檢查旋轉軸同心度,更換老化O型圈,確保電極組裝后無晃動。
4.轉速設定與實際不符
部分老舊設備存在轉速漂移,尤其在低速段(<400 rpm)誤差顯著。
校正方法:使用激光轉速計定期校驗實際轉速,或選用帶閉環反饋的現代旋轉裝置。
5.環電位設置不當
環電位未優化會導致中間體檢測不全或發生副反應。
校正方法:通過環伏安掃描確定最佳檢測電位(通常Pt環在1.2–1.4 V vs.RHE用于H?O?氧化)。
綜上,RRDE旋轉環盤電極測試的可靠性依賴于嚴謹的操作規范與系統性誤差控制。唯有從電極處理、溶液純度、儀器校準到參數優化全流程把關,才能獲得真實、可重復的電化學數據,為催化機理研究提供堅實支撐。