可调式三电极电化学实验固定装置的制作方法

本申请涉及电化学技术领域，具体地说，涉及一种可调式三电极电化学实验固定装置。

背景技术：

电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现(如氧通过无声放电管转变为臭氧)，二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学”。

电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。当前世界上十分关注的研究课题, 如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。

所有电化学体系至少含有浸在电解质溶液中或紧密附于电解质上的两个电极，而且在许多情况下有必要采用隔膜将两电极分隔开。

电极(electrode)是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体，为多相体系。电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出，电极是实施电极反应的场所。一般电化学体系分为二电极体系和三电极体系，用的较多的是三电极体系。相应的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。

工作电极:又称研究电极，是指所研究的反应在该电极上发生。一般来讲，对工作电极的基本要求是:工作电极可以是固体，也可以是液体，各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。(1)所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响，并且能够在较大的电位区域中进行测定； (2)电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应；(3)电极面积不宜太大，电极表面最好应是均一平滑的，且能够通过简单的方法进行表面净化等等。

工作电极的选择：通常根据研究的性质来预先确定电极材料，但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(铂、金、银、铅和导电玻璃)等。采用固体电极时，为了保证实验的重现性，必须注意建立合适的电极预处理步骤，以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。在液体电极中，汞和汞齐是最常用的工作电极，它们都是液体，都有可重现的均相表面，制备和保持清洁都较容易，同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口记被广泛用于电化学分析中。

辅助电极:又称对电极，辅助电极和工作电极组成回路，使工作电极上电流畅通，以保证所研究的反应在工作电极上发生，但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧化或还原反应时，辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应，以使电解液组分不变，即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。

为了避免辅助电极对测量到的数据产生任何特征性影响，对辅助电极的结构还是有一定的要求。如与工作电极相比，辅助电极应具有大的表面积使得外部所加的极化主要作用于工作电极上。辅助电极本身电阻要小，并且不容易极化，同时对其形状和位置也有要求。

参比电极:是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极。参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。在控制电位实验中，因为参比半电池保持固定的电势，因而加到电化学池上的电势的任何变化值直接表现在工作电极/电解质溶液的界面上。实际上，参比电极起着既提供热力学参比，又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。

参比电极需要具备的一些性能：(1)具有较大的交换电流密度，是良好的可逆电极，其电极电势符合Nernst方程；2)流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状；3)应具有良好的电势稳定性和重现性等。

参比电极的种类：不同研究体系可选择不同的参比电极。水溶液体系中常见的参比电极有:饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl电极、标准氢电极(SHE 或NHE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的，尽管水溶液参比电极也可以使用，但不可避免地会给体系带入水分，影响研究效果，因此，建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极，或用辅助电极兼做参比电极。

盐桥与鲁金毛细管：在测量工作电极的电势时，参比电极内的溶液和被研究体系的溶液组成往往不一样，为降低或消除液接电势，常选用盐桥；为减小未补偿的溶液电阻，常使用鲁金毛细管。

化学电源和电解装置：对于化学电源和电解装置，辅助电极和参比电极通常合二为一。化学电源中电极材料可以参加成流反应，本身可溶解或化学组成发生改变。对于电解过程，电极一般不参加化学的或电化学的反应，仅是将电能传递至发生电化学反应的电极/溶液界面。制备在电解过程中能长时间保持本身性能的不溶性电极一直是电化学工业中最复杂也是最困难的问题之一。不溶性电极除应具有高的化学稳定性外，对催化性能、机械强度等亦有要求。

目前市面上现有的实验室研究用三电极体系电解池，在实验过程中，如需要提高电解池高度或将电解池移动至相应容器中时，均需要借助第三方支架或其他支撑承载工具进行固定、拉升、抬高，经常存在固定不牢或不稳的情况，容易对实验结果造成很大影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种可调式三电极电化学实验固定装置，包括电解池、升降装置和载台；

所述电解池与所述升降装置卡接，用于所述升降装置带动所述电解池上下移动；

所述升降装置设于所述载台上端。

优选地，所述升降装置包括升降梯和与所述升降梯连接的连接臂；所述连接臂与所述电解池卡接。

优选地，所述升降梯包括动力单元和与所述动力单元连接的传动单元；所述动力单元用于为所述固定装置的升降提供动力；所述传动单元与所述连接臂连接，用于提取所述动力单元提供的动力并控制所述连接臂进行垂直方向移动。

优选地，所述传动单元包括带轮与传动带；所述带轮与所述动力单元连接；所述传动带与所述带轮贴合并在带轮的旋转下进行运动。

优选地，所述动力单元为电机。

优选地，所述固定装置包括两个升降装置，设置于所述电解池的两端。

优选地，所述电解池包括池盖和与所述池盖卡接的反应池；所述池盖具有不少于3个的电极插入孔。

优选地，所述电解池还包括电极；所述电极与所述电极插入孔卡接并穿过电极插入孔进入反应池内。

优选地，所述载台包括中控系统和供电装置；所述中控系统用于控制所述电解池在所述升降装置的带动下进行上下移动；所述供电装置用于为所述升降装置中的所述动力单元提供电力。

优选地，所述中控系统包括显示模块、控制模块和输出模块；所述显示模块用于对升降装置的高度数据进行显示输出；所述控制模块用于对所述升降装置的运动进行控制；所述输出模块用于将所述升降装置的高度数据向所述显示模块进行输出。

本申请提供的可调式三电极电化学实验固定装置，能够通过载台固定的升降装置对电解池的垂直高度进行调整；免去了在实验过程中，需要手动抬高或其他第三方工具对电解池进行移动和抬高的过程；且升降装置与电解池卡接，更加牢固，提高了实验过程中的稳定性。

进一步的，升降装置包括连接臂，连接臂可与电解池卡接或分离，在试验进行过程中或其他时刻，通过将连接臂与电解池分离，方便的对电解池进行拆卸、安装和调整角度。

进一步的，升降装置包括动力单元和传动单元，该设计可使可调式三电极电化学实验固定装置的升降功能在用户的操作下自动完成，而不需要用户手动进行拆卸、移动、其他工具垫高；通过用户控制动力单元输出动力从而将动力输出值传动单元，从而带动电解池进行上升或下降，更加智能化和自动化的实验过程，使电化学实验更加精确和方便，提高工作效率。

进一步的，带轮与传动带组成了传动单元，带轮可在一个传动单元中设置为上下两个，一个带轮与动力单元直接连接，另一个带轮起到支撑、固定、从动的作用，从而使贴合在两个带轮之间的传动带达到一定的上升或下降的距离；动力单元带动带轮旋转，而此时传动单元依据摩擦力的原理，随带轮的旋转而运动，从动带轮由于传动带的旋转的摩擦力也同时进行旋转，从而使传动带达到了移动的效果。带轮与传动带的设计，提高了与其卡接的电解池的升降高度的精确性和可控性。

进一步的，动力单元为电机。电机(英文：Electric machinery，俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M(旧标准用D)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是利用电能转化为机械能。电机带动带轮和传动带进行运动，从而实现了电解池升降的自动化，提高了实验的工作效率和便捷性。

进一步的，固定安装于载台上的升降装置为两个且分别设置于电解池两端，通过两端的升降装置的连接臂对电解池在升降过程中和静止过程中进行固定。两个升降装置的设计，提高了电解池在移动或升降过程中的稳固性，避免了由于手动进行抬高或通过工具进行垫高而对电解池固定的不牢固从而造成的对实验结果的影响。

进一步的，电解池包括有池盖和池体，池盖和池体为卡接，可通过多种方式进行安装和分离，例如旋转螺紧，或通过卡接件进行卡紧均可，分离的设计方便与在实验过程中或实验结束时对内部溶液的添加和取出，便于操作。

进一步的，本装置为用于实验或其他方面的可调式三电极电化学实验固定装置，用于研究三电极体系。三电极是指研究电极，参比电极，辅助电极。三电极组成两个回路，一个用来测电位，另一个用来测电流，研究电极和参比电极组成的回路，用来测试电极的电位，因为参比电极的电位是已知的，而研究电极和辅助电极组成另一个回路，用来测试电流，这就是所谓的“三电极两回路”，也就是测试中常用的三电极体系。参比电极多用银/氯化银参比电极，辅助电极一般要求面积很大。本装置中的电解池盖包括有不少于三个的电极插入孔，实验过程中，将三个电极例如研究电极、参比电极、辅助电极分别插入电极插入孔中并卡接，并通过其他孔位进行插入例如导流管或其他管路，可进行循环，自动补充电解液或其他操作，更方便于扩展和操作。

进一步的，载台设有中控系统和供电装置。中控系统可通过用户对面板的操作，调整升降装置的高度，从而使电解池的高度自动调整，使电解池的高度数据化，提高了实验操作的可控性和自动化操作的便捷性。

附图说明

应当理解的是，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施方式公开的可调式三电极电化学实验固定装置的结构示意图；

图2为本申请实施方式公开的可调式三电极电化学实验固定装置的中控系统的模块化示意图。

附图标记

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面结合具体实施例及图对本申请的权利要求做进一步的详细说明，可以理解的是，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，任何人在本申请权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本申请的权利要求范围之内。

本申请提供一种可调式三电极电化学实验固定装置，包括电解池1、升降装置2和载台3；

所述电解池1与所述升降装置2卡接，用于所述升降装置2带动所述电解池1上下移动；

所述升降装置2设于所述载台3上端。

本申请提供的可调式三电极电化学实验固定装置，能够通过载台3固定的升降装置2对电解池1的垂直高度进行调整；免去了在实验过程中，需要手动抬高或其他第三方工具对电解池1进行移动和抬高的过程；且升降装置2与电解池1卡接，更加牢固，提高了实验过程中的稳定性。

优选地，所述升降装置2包括升降梯21和与所述升降梯21连接的连接臂22；所述连接臂22与所述电解池1卡接。

上述，升降装置2包括连接臂22，连接臂22可与电解池1卡接或分离，在试验进行过程中或其他时刻，通过将连接臂22与电解池1分离，方便的对电解池1进行拆卸、安装和调整角度。

优选地，所述升降梯21包括动力单元211和与所述动力单元211连接的传动单元212；所述动力单元211用于为所述固定装置的升降提供动力；所述传动单元212与所述连接臂22连接，用于提取所述动力单元211提供的动力并控制所述连接臂22进行垂直方向移动。

上述，升降装置2包括动力单元211和传动单元212，该设计可使可调式三电极电化学实验固定装置的升降功能在用户的操作下自动完成，而不需要用户手动进行拆卸、移动、其他工具垫高；通过用户控制动力单元211 输出动力从而将动力输出值传动单元212，从而带动电解池1进行上升或下降，更加智能化和自动化的实验过程，使电化学实验更加精确和方便，提高工作效率。

优选地，所述传动单元212包括带轮2121与传动带2122；所述带轮 2121与所述动力单元211连接；所述传动带2122与所述带轮2121贴合并在带轮2121的旋转下进行运动。

上述，带轮2121与传动带2122组成了传动单元212，带轮2121可在一个传动单元212中设置为上下两个，一个带轮2121与动力单元211直接连接，另一个带轮2121起到支撑、固定、从动的作用，从而使贴合在两个带轮2121之间的传动带2122达到一定的上升或下降的距离；动力单元211 带动带轮2121旋转，而此时传动单元212依据摩擦力的原理，随带轮2121 的旋转而运动，从动带轮2121由于传动带2122的旋转的摩擦力也同时进行旋转，从而使传动带2122达到了移动的效果。带轮2121与传动带2122 的设计，提高了与其卡接的电解池1的升降高度的精确性和可控性。

优选地，所述动力单元211为电机。

上述，动力单元211为电机。电机(英文：Electric machinery，俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M(旧标准用D)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。发电机在电路中用字母G表示。它的主要作用是利用电能转化为机械能。电机带动带轮2121和传动带2122进行运动，从而实现了电解池1升降的自动化，提高了实验的工作效率和便捷性。

优选地，所述固定装置包括两个升降装置2，设置于所述电解池1的两端。

上述，固定安装于载台3上的升降装置2为两个且分别设置于电解池1 两端，通过两端的升降装置2的连接臂22对电解池1在升降过程中和静止过程中进行固定。两个升降装置2的设计，提高了电解池1在移动或升降过程中的稳固性，避免了由于手动进行抬高或通过工具进行垫高而对电解池1固定的不牢固从而造成的对实验结果的影响。

优选地，所述电解池1包括池盖11和与所述池盖11卡接的反应池12；所述池盖11具有不少于3个的电极插入孔。

上述，电解池1包括有池盖11和池体，池盖11和池体为卡接，可通过多种方式进行安装和分离，例如旋转螺紧，或通过卡接件进行卡紧均可，分离的设计方便与在实验过程中或实验结束时对内部溶液的添加和取出，便于操作。

优选地，所述电解池1还包括电极13；所述电极13与所述电极插入孔卡接并穿过电极插入孔进入反应池12内。

进一步的，本装置为用于实验或其他方面的可调式三电极电化学实验固定装置，用于研究三电极体系。三电极是指研究电极，参比电极，辅助电极。三电极组成两个回路，一个用来测电位，另一个用来测电流，研究电极和参比电极组成的回路，用来测试电极的电位，因为参比电极的电位是已知的，而研究电极和辅助电极组成另一个回路，用来测试电流，这就是所谓的“三电极两回路”，也就是测试中常用的三电极体系。参比电极多用银/氯化银参比电极，辅助电极一般要求面积很大。本装置中的池盖11 包括有不少于三个的电极插入孔，实验过程中，将三个电极例如研究电极、参比电极、辅助电极分别插入电极插入孔中并卡接，并通过其他孔位进行插入例如导流管或其他管路，可进行循环，自动补充电解液或其他操作，更方便于扩展和操作。

优选地，所述载台3包括中控系统4和供电装置；所述中控系统4用于控制所述电解池1在所述升降装置2的带动下进行上下移动；所述供电装置用于为所述升降装置2中的所述动力单元211提供电力。

优选地，所述中控系统包括显示模块41、控制模块42和输出模块43；所述显示模块41用于对升降装置2的高度数据进行显示输出；所述控制模块42用于对所述升降装置2的运动进行控制；所述输出模块43用于将所述升降装置2的高度数据向所述显示模块41进行输出。

进一步的，载台3设有中控系统4和供电装置。中控系统4可通过用户对面板的操作，调整升降装置2的高度，从而使电解池1的高度自动调整，使电解池1的高度数据化，提高了实验操作的可控性和自动化操作的便捷性。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

申请人声明，本申请通过上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，但本申请并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程。并且即不意味着本申请应依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本申请的任何改进，对本申请产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本申请的保护范围和公开范围之内。