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电极材料有哪些

电极材料有哪些

2023-09-25 11:46:12 301浏览

日常所使用大量的电子设备当中都会有电路板,而在其中由很多小的电子元件组成,自然也有使用到电极材料。

电极材料有哪些?

最为常见的电极制作的材料就是石墨,但是石墨并不是唯一可以制作电极的材料,其中还有铜钨合金、黄铜、紫铜等,这其中石墨是制作成本最低的,所以生产生的选择率最高,当然也有一些特殊的电极会采用其他的几种类型的材料。

电极介绍:

电池 的组成部分,它由一连串相互接触的物相构成,其一端是电子导体──金属(包括石墨)或半导体,另一端必须是离子导体──电解质(这里专指电解质溶液,简称“电解液”或“电液”)。结构最简单的电极应包括两个物相和一个相界面,即〔金属|电液〕。上述定义的电极也称“半电池”。电极的概念是M.法拉第 进行系统电解实验后在1834年提出的,原意只指构成电池的插在电液中的金属 棒。

电极的命名:

命名方式很复杂,有些根据电极的金属部分命名,如铜电极、铂电极等;有些根据电极活性的氧化还原对中的特征物质命名,如甘汞电极、氢电极;有些根据电极金属部分的形状命名,如滴汞电极、转盘电极;有些根据电极的功能命名。这些名称如参比电极、钠离子选择电极(见离子选择性电极)等,都是约定俗成的。

电极分类:

1、按材料分

金属电极,如铜电极(如右图),其特点是氧化还原对可以迁越相界面。

膜电极:利用隔膜对于单种离子的透过性或膜表面与电解液的离子交换平衡所建立的电势来测量电液中特定离子活度的装置(如右下图),例如玻璃电极、离子选择性电极。  

微电极:工作面积很小的电极。电极面积大小的界限并不十分严格。微电极包括两种涵义:①指电极的微型化。②指在电化学分析中电极面积很小但整个电极并非微型化的一类电极。

化学修饰电极:利用吸附、涂敷、聚合、化学反应等方法把活性基团、催化物质等附着在电极金属(包括石墨、半导体)表面上,使之具有较强的特征功能。这是70年代以来电极制备方法的新发展。  

气体电极,是氧化还原对的一个组分为气体时的氧化还原电极,例如氢电极 (Pt|H2|H)、氯电极(Pt|Cl2|Cl)等。为了加速达成平衡,金属铂上需要镀上铂黑以增加表面积并起电催化作用。

2、按作用分

指示电极:是指对溶液中参与半反应的离子的活度或不同氧化态的离子的活度能产生能斯特响应的电极。是电化学分析法中所用的工作电极。它和另一对应电极或参比电极组成电池,通过测定电池的电动势或在外加电压的情况下测定流过电解池的电流,即可得知溶液中某种离子的浓度。

根据功能不同,指示电极可分为电势型和电流型两大类。属于电势型的有电位法和电位滴定法中所用的各种电极,其中常用的是各类离子选择性电极。在电位法中,利用测定电池的电动势,即可由能斯特公式推知在指示电极上发生反应的离子浓度。

属于电流型的有极谱法和伏安法或安培滴定法中所用的滴汞电极和各种固体微电极以及库仑滴定中所用的铂电极等。在极谱法和伏安法中,由于指示电极面积极小,电极反应时发生极化作用,由微电极指示出的扩散电流和离子浓度的线性关系即可测知溶液中离子的浓度。   

工作电极:工作电极是指在测试过程中可引起试液中待测组分浓度明显变化的电极,如电解和库仑分析法中的铂电极。

辅助电极:也叫对电极,它只用来通过电流以实现研究电极的极化。研究阴极过程时,辅助电极作阳极,而研究阳极过程时,辅助电极作阴极。辅助电极的面积一般比研究电极大,这样就降低了辅助电极上的电流密度,使其在测量过程中基本上不被极化。

因而常用铂黑电极作辅助电极,也可以使用在研究介质中保持惰性的金属材料如Ag、Ni、W、Pb等;在特定情况下有时使用特定电极。有时为了测量简便,辅助电极也可以用与研究电极相同的金属制作。