[发明专利]一种用于非线性光谱原位检测的薄层电化学反应池

说明书

本申请公开了一种用于非线性光谱原位检测电化学体系中电极界面动力学过程的薄层电化学反应池，属于光谱电化学反应技术领域，解决了现有技术中的电解池中入射光被电解液吸收影响二阶非线性信号强度以及只适用于特殊形状工作电极造成的电解池使用局限性的问题。本申请的薄层电化学反应池包括工作电极、对电极、参比电极、电解池、导电底座和导电柱，参比电极、对电极和导电柱设于电解池的前端，工作电极设于导电底座上且位于电解池内；导电柱的一端与导电底座接触，另一端伸出电解池外，作为工作电极的引线。本申请的薄层电化学反应池可用于非线性光谱原位检测电化学体系中电极界面动力学过程的研究。

技术领域

本申请涉及一种光谱电化学反应池，尤其涉及一种用于非线性光谱原位检测电化学体系中电极界面动力学过程的薄层电化学反应池。

背景技术

电化学是涉及有关电荷传递或转移的化学过程。界面电荷转移的速率和机制很大程度上是由电位依赖的界面结构和性质所决定的，对于电极表面的电子结构、分子的吸附以及取向的认识对理解和控制电化学反应过程十分重要，因此，需要对电化学界面发生的动力学过程进行原位检测。

现有技术中，传统的检测方法，例如，吸收光谱、红外光谱、拉曼和表面增强拉曼光谱、X-射线散射等原位检测手段，均不能区分溶液体相和电极本身的贡献，以致限制了其在固/液电化学界面的应用。

原位二阶非线性光学方法，例如，二次谐波(SHG)和和频振动光谱(SFG)，具有界面选择性和灵敏性。在体相中，由于具有中心对称，不会产生二阶非线性响应；在界面上，由于分子受到上下两相的作用不同，导致中心对称被打破，产生二阶非线性响应。因此，原位二阶非线性光学方法能够从原子分子水平上原位、无损检测电极界面结构以及吸附物的结构和取向分布变化。

目前，已经采用二阶非线性光学方法对有机分子在不同电极上的吸附和取向进行了一些研究。但是，对电化学中反应机理的研究相对较少，尤其是不能原位理解电催化反应的分子机制。这就需要采用非线性光谱和电化学联用的方法原位研究电极表面的吸附和取向分布，为理解和揭示电催化反应的作用机制提供重要的实验和理论依据。

采用非线性光谱对电化学界面进行原位研究时，普遍存在的问题是：当入射光通过电解液到达电极表面时，容易被电解液吸收而降低光强，影响界面上产生的二阶非线性信号强度，给非线性光谱原位检测电化学界面带来困难。另外，设计的电解池通常只能采用特定的光谱手段进行检测，而且只适用于特殊形状的工作电极，造成了电解池的使用局限性。

发明内容

鉴于上述的分析，本申请旨在提供一种用于非线性光谱原位检测的薄层电化学反应池，解决了现有技术中的电解池中入射光被电解液吸收影响二阶非线性信号强度以及只适用于特殊形状工作电极造成的电解池使用局限性的问题。

本申请的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本申请提供了一种用于非线性光谱原位检测的薄层电化学反应池，包括工作电极、对电极、参比电极、电解池、导电底座和导电柱，参比电极、对电极和导电柱设于电解池的前端，工作电极设于导电底座上且位于电解池内；导电柱的一端与导电底座接触，另一端伸出电解池外，作为工作电极的引线。

在一种可能的设计中，导电底座与电解池的底部螺纹连接。

在一种可能的设计中，导电底座的顶部设有螺纹柱，电解池底部开设与螺纹柱配合的螺纹孔。

在一种可能的设计中，螺纹孔的内壁设置防磨层。

在一种可能的设计中，电解池底部开设通孔，通孔的内壁设置螺纹套，通孔和螺纹套构成螺纹孔。

在一种可能的设计中，电解池为薄层空芯圆柱状，采用聚四氟乙烯制成。