旋转圆盘电极（RotatingDiskElectrode,RDE）装置的核心工作电极就是其名称所指的旋转圆盘电极本身。

　　这是整个装置中进行目标电化学反应的关键部件。以下是关于这个工作电极的详细说明：

　　结构：

　　通常由一个导电材料制成的小圆盘构成（直径通常在2mm到10mm之间，常见5mm）。

　　这个导电圆盘被紧密地镶嵌在一个绝缘材料（如聚四氟乙烯、环氧树脂、玻璃、Kel-F等）制成的圆柱形套筒中。

　　圆盘表面与绝缘套筒的端面严格平齐，形成一个光滑、平整的圆盘-绝缘体界面。

　　电极通过一根金属轴（通常与圆盘材料相同或导电连接良好）连接到马达驱动的旋转装置上，可以以精确控制和可重现的速度旋转（通常范围在100RPM到10000RPM之间）。

　　材料：

　　圆盘材料的选择取决于研究体系和所需的电化学反应。常用材料包括：

　　玻碳：最常用，惰性高，电势窗口宽，适用于多种氧化还原体系。

　　铂：优异的催化活性，常用于氢析出/氧化、氧还原等反应研究。

　　金：良好的化学稳定性，表面易于功能化，常用于生物分子或特定吸附研究。

　　银、汞、镍、铜等：用于特定体系的研究（如铜在电沉积研究）。

　　修饰电极：圆盘表面可以涂覆、沉积或固定各种催化剂、酶、聚合物膜等，制成修饰旋转圆盘电极，用于研究特定催化过程或传感应用。

　　关键功能与特点：

　　强制对流控制：这是RDE最核心的优势。电极的旋转将溶液强制泵向圆盘表面，并在其上方产生可控的、均匀的层流。

　　均匀的扩散层厚度：旋转产生的流体动力学效应（Levich理论）使得圆盘表面上方的扩散层厚度（δ）在电极表面各处均匀一致，并且精确可控（δ与旋转速度ω的平方根成反比，δ∝ω⁻¹/²）。

　　达到稳态：旋转确保了反应物向电极表面和产物离开电极表面的传质速率达到稳定状态（通常在几秒内），便于进行稳态测量（如稳态极化曲线）。

　　定量测量传质速率：通过测量极限扩散电流密度（i_lim），并利用Levich方程（i_lim=Bω¹/²，其中B是Levich常数，包含扩散系数、浓度等信息），可以定量地研究反应物的扩散系数、溶液浓度或电极反应动力学参数（当反应不是纯扩散控制时）。

　　作为工作电极的作用：

　　在典型的三电极电化学体系中（工作电极、对电极、参比电极），旋转圆盘电极就是工作电极。

　　目标电化学反应发生在它的表面上。

　　通过施加电位（相对于参比电极）并测量流过它的电流，可以研究电极/溶液界面的反应动力学（电子转移速率常数k⁰）、反应机理（涉及电子数n）、扩散过程、催化活性等。

　　应用：

　　广泛用于电化学动力学研究，区分电荷转移控制和扩散控制步骤。

　　评估电催化剂的活性（如燃料电池中的氧还原催化剂ORR、水分解中的析氧反应OER催化剂）。

　　研究腐蚀过程。

　　测定扩散系数（D）和电子转移数（n）。

　　电分析化学中的定量分析。

　　研究电极反应机理（常与旋转环盘电极RRDE联用）。

　　维护：

　　工作电极的表面状态至关重要。实验前通常需要仔细抛光（如使用氧化铝或金刚石抛光膏逐级抛光）至镜面，并彻底清洗，以获得干净、重现性好的电化学响应。

　　总结：

　　在旋转圆盘电极（RDE）装置中，工作电极就是那个镶嵌在绝缘套筒内、端面平整暴露、能够被精确控制旋转的导电材料圆盘。它的核心价值在于通过旋转产生可控的强制对流，实现均匀的扩散层和快速达到稳态，从而为定量研究电化学反应动力学（特别是涉及传质过程的反应）提供了强大的工具。材料的选择则根据具体研究体系而定，玻碳、铂、金等是最常见的选项。

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