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材料工程2024年第06期化纤与纺织技术

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文章编号：（）

电化学活性物质扩散系数的测定方法及原理分析

张阳，朱家瑶，阿孜古丽·木尔赛力木

新疆师范大学，新疆乌鲁木齐830054

摘要：电化学活性物质的扩散系数是描述在电化学反度梯度间关系的物理量。在实际应用过程中，扩散系

应中活性物质在电解质溶液中传输的重要参数之一。数的测定对于理解电化学反应动力学过程至关重要，

准确测定活性物质的扩散系数对于理解电化学反应动实验系数的测定也会直接影响反应的速率和效率[3]。

力学过程、优化电化学传感器和催化剂设计具有重要通过准确测定活性物质的扩散系数，能够进一步优化

意义。文章主要探讨电化学活性物质扩散系数的测定

电化学传感器的设计并提升催化剂的性能，从而推动

方法及原理。首先介绍了扩散的基本概念和扩散系数

其在相关领域的研究与应用。

的定义，然后详细介绍了常用的测定方法，包括旋转

圆盘电极法和循环伏安法，并分析了它们的原理和实1.2扩散系数的影响因素

验操作步骤。通过实验结果与讨论，展示了这些方法扩散系数在实际应用中受到多重因素的影响，主

在测定扩散系数中的应用，最后对未来的研究方向进要包括温度、溶液组成、溶液黏度和电解质浓度等[4]。

行了展望。首先，就温度而言，其在一定情况下对扩散系数的影

关键词：电化学活性物质；扩散系数；测定方法响较为显著，在实验温度大幅升高的情况下，由于分

分类号：O631.2+3子平均动能的增加，扩散系数也会相应增加。其次，

溶液组成同样会对扩散系数产生影响，且不同物质间

扩散系数可能会由于其在溶液中相互作用的不同而有

在电化学领域，了解物质在电解质溶液中的扩散

所差异。此外，溶液的黏度同样是影响扩散系数的重

行为对于理解和优化电化学反应过程至关重要。电化

要因素，通常溶液自身的黏度越大，其对应的扩散系

学活性物质的扩散系数是描述其在溶液中传输速率的

[1]数就越小。最后，由于溶质分子扩散速率的增加，在

重要参数。例如，在电化学传感器中，了解反应物

电解质浓度增加的情况下，溶液的扩散系数也会增加。

质的扩散系数可以帮助设计更灵敏和准确的传感器。

在催化剂设计中，了解反应物质的扩散系数可以帮助1.3扩散系数的测定方法

优化反应速率和选择合适的催化剂载体[2]。因此，准就目前而言，常见的测定电化学活性物质扩散系

确测定电化学活性物质的扩散系数对于推动电化学领数的方法包括旋转圆盘电极法和循环伏安法[5]。在实

域的研究和应用具有重要意义。然而，由于电化学反际的应用过程中，旋转圆盘电极法主要通过在电化学

应的复杂性以及实验条件的影响，对扩散系数的测定反应中使用旋转圆盘电极，通过测量不同转速下的电

仍然存在挑战。因此，研究人员一直在寻求更准确和流响应来确定扩散系数。循环伏安法则主要通过记录

可靠的测定方法，并对这些方法进行深入的原理分析，系统在施加不