[发明专利]一种喷壁式电化学流动池装置及其使用方法

说明书

本发明涉及电化学测试领域，具体为一种能够与电感耦合等离子体原子发射光谱仪联用的喷壁式电化学流动池装置及其使用方法，无需外加装置便可与电感耦合等离子体原子发射光谱仪直接联用，实现金属材料的腐蚀行为和腐蚀速率的实时、在线、快速、准确的监测。喷壁式电化学流动池装置包括电化学流动池模块、聚四氟乙烯垫片、工作电极模块及夹紧固件，夹紧固件将电化学流动池模块、聚四氟乙烯垫片及工作电极模块紧固在一起。该装置具有较好的电化学和流体动力学特征，结构设计简单，体积小，灵敏度高，电极易于清洗和更换，还可与其它流动注射分析方法联用，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及电化学测试领域，具体为一种能够与电感耦合等离子体原子发射光谱仪联用的喷壁式电化学流动池装置及其使用方法。

背景技术

在金属腐蚀研究中，电化学测试技术因能获得全面的金属腐蚀动力学信息，被认为是十分重要的腐蚀研究手段。但是它有一个很大的局限性就是对电子没有选择性，尤其是当测定多相多组分材料的时候，用电化学测试技术测得的电流是各元素反应的总和，从化学的角度，我们不知道这些电子从哪里来，也不知道这些电子的去向，而了解金属材料中各元素在电化学反应过程中的腐蚀行为和腐蚀速率对于研究腐蚀问题十分重要。将电化学流动池测试技术与电感耦合等离子体原子发射光谱测试技术联用能够实时在线监测金属材料的的腐蚀行为和腐蚀速率，提供其它测试方法无法提供的元素相关信息。

目前，常见的电化学流动池的设计主要包括两类：喷壁式流动池和管状流动池。其中，喷壁式流动池具有较高的灵敏度，较小的死体积以及较小的表面杂质吸附等优点使其得到很好的应用，但未见与电感耦合等离子体原子发射光谱仪联用进行金属腐蚀研究的应用。因此，发明一种能够与电感耦合等离子体原子发射光谱仪联用的喷壁式电化学流动池装置，该装置能够与电感耦合等离子体原子发射光谱仪联用，实现对金属材料的腐蚀行为和腐蚀速率的实时在线快速监测，为金属腐蚀研究提供更有力的检测手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够与电感耦合等离子体原子发射光谱仪联用的喷壁式电化学流动池装置及其使用方法，将电化学流动池测试技术与电感耦合等离子体原子发射光谱法联用，实现对金属材料的腐蚀行为和腐蚀速率的实时、在线、快速、准确的监测。

本发明的技术方案是：

一种喷壁式电化学流动池装置，包括电化学流动池模块、聚四氟乙烯垫片、工作电极模块及夹紧固件，电化学流动池模块的下部和工作电极模块的顶部之间夹设聚四氟乙烯垫片，电化学流动池模块、聚四氟乙烯垫片及工作电极模块通过夹紧固件紧固在一起；位于电化学流动池模块下表面中心部位的环形引流槽、聚四氟乙烯垫片的中心孔与装有工作电极的工作电极模块构成一个空腔，通过改变聚四氟乙烯垫片的使用数量调整空腔的体积；当电解质溶液由进样通道进入空腔时，会直接喷射到工作电极表面上，并由工作电极中心向四周流散，流经环形引流槽后，从出样通道流出，构成一个流动池。

所述的喷壁式电化学流动池装置，电化学流动池模块由聚醚醚酮PEEK树脂加工而成，电化学流动池模块上开设进样通道、出样通道、环形引流槽、带螺纹参比电极插口；电化学流动池模块的进样通道贯穿于电化学流动池模块的中心；出样通道为L型，一端与环形引流槽相通，另一端位于电化学流动池模块的侧面，带螺纹参比电极插口与出样通道相通；进样管的一端通过PEEK上接头与电化学流动池模块的进样通道连接，进样管的另一端与电解质溶液相通，出样管通过PEEK侧接头与电化学流动池模块的出样通道连接，带螺纹参比电极通过螺纹密封在带螺纹参比电极插口，Pt丝辅助电极的一端插在出样管内，Pt丝辅助电极的另一端暴露在空气中。

所述的喷壁式电化学流动池装置，工作电极模块由PEEK树脂加工制成，其中心开孔内安装工作电极，在工作电极模块侧边开设豁口，工作电极的导线通过豁口引出。

所述的喷壁式电化学流动池装置，金属试样通过环氧树脂包封在聚四氟乙烯管中心形成工作电极，金属试样的一端连接导线，工作电极压嵌于工作电极模块中心孔内。