旋轉圓盤電極專欄：電極反應基本原理及電極-溶液界面電性質
旋轉圓盤電極（RRDE）是電化學實驗必備儀器，電極旋轉可以使溶液形成強對流，提高傳質速度；傳質速度又可以通過電極轉速進行精確控制，讓電流密度分布更均勻，滿足多樣化電化學實驗需求。
在電化學中，三電極體系包括工作電極、對電極和參比電極，電流通過電極和電解質溶液界面時，電極上發生的化學變化。電極反應的原理是什么，電極-溶液界面電性質有什么？在電化學實驗中，電極反應的基本過程包含4個步驟。
① 雙電層充電步驟（發生在雙電層兩側）
② 電荷轉移步驟（雙電層內）
③ 傳質步驟（電極表面與溶液之間的空間）
④ 電極表面的吸附或化學變化所實現的表面轉化步驟
這里向大家介紹“雙電層模型”。當一個帶點電極插入水基型電解液時，將排斥同種電荷并將吸引異種電荷到電極表面。圖中為溶液負離子吸附在電極表面，由負離子包裹的這一層成為內亥姆霍茲平面（綠線 inner Helmholze plane IHP），同時另一極性的離子又會包裹內亥姆霍茲平面，形成外亥姆霍茲平面（藍線 outer Helmholtz plane OHP）。
電極體系中通入外界電子，部分電子將會在電子導體和離子導體的界面的金屬相這一側發生富集，從而使該電極體系的電極電位發生偏移。電極過程的雙電層充電步驟。
充電完成之后，電極表面的氧化態將會得到剩余的電子，完成氧化態還原成還原態的過程，也就是電荷轉移過程。
由于電極表面氧化態物種濃度發生下降，溶液本體和電極表面的空間內會形成濃度梯度，會發生本體溶液中的氧化態物種向電極表面擴散的現象，將本體溶液中的氧化態物種補充到電極表面，既傳質過程。
在有一些場合，本體溶液中的氧化態物種，傳輸到電極表面過后，會有一個化學轉化過程，也就是表面轉化步驟。
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