[发明专利]一种透明电解槽装置及其使用方法

摘要

一种透明电解槽装置及其使用方法，装置包括电加热炉、坩埚、电极系统、摄像采集系统和光源系统；电加热炉侧壁上设有光源入口，侧壁和/或底壁设有采集窗口；光源入口为石英窗口或狭缝。方法为（1）将电解质置于坩埚内，加入或不加入示踪粒子，通过电加热炉加热使电解质熔化并高于电解质熔点10~30℃；（2）向电极系统施加电信号，光线通过光源入口，并通过坩埚进入电解质，通过侧部和/或底部的摄像采集系统对影像进行采集，并通过计算机进行处理，观测气泡行为或电解质流场行为。本发明的装置将加热炉设计成底部开孔结构，直接从底部观察气泡、电解质等的行为，有助于对研究过程的深入理解；装置结构简单，可操作性强。

主权项

一种透明电解槽装置的使用方法，其特征在于所述的透明电解槽装置包括电加热炉、坩埚、电极系统、摄像采集系统和光源系统；坩埚设置在电加热炉内，电极系统放置在坩埚内；坩埚的材质为石英；电加热炉侧壁上设有光源入口，侧壁和底壁设有采集窗口；其中光源入口为石英窗口或狭缝；采集窗口为石英材质；光源入口与光源系统相对，采集窗口与摄像采集系统相对；所述的光源系统为照明光源，或为激光器和照明光源；当光源系统为照明光源时，光源入口为石英窗口，侧部的摄像采集系统的轴线与光源系统的轴线平行；当光源系统为激光器和照明光源时，照明光源与石英窗口相对，激光器与夹缝相对，狭缝为水平狭缝和/或垂直狭缝，侧部的摄像采集系统的轴线与激光器的轴线垂直且与照明光源的轴线平行；所述的电极系统为阴极和阳极，或者为工作电极、参比电极和对电极；当电极系统为阴极和阳极时，电极系统与直流稳压电源连接；当电极系统为工作电极、参比电极和对电极时，电极系统与电化学工作站连接；所述的光源入口、侧壁采集窗口和底壁采集窗口均与阳极或工作电极相对；所述的电加热炉内设有测温热电偶和控温热电偶，测温热电偶与热电偶温度直读表连接，控温热电偶与控温仪连接，控温仪与电加热炉装配在一起；所述的坩埚为单室坩埚或双室坩埚；其中双室坩埚内设有挡板将坩埚内部分为两个室，挡板底部与双室坩埚底面之间有缝隙，该缝隙与两个室连通；当坩埚为双室坩埚时，阴极和阳极分别位于两个室内；使用方法按以下步骤进行：（1）将电解质置于坩埚内，加入或不加入示踪粒子，通过电加热炉加热使电解质熔化并高于电解质熔点10~30℃；（2）向电极系统施加电信号进行电化学实验，开启光源系统，光线通过光源入口，并通过坩埚进入电解质，通过侧部和/或底部的摄像采集系统对影像进行采集，并通过计算机进行处理，观测气泡行为或电解质流场行为；当观测气泡行为时，采用照明光源通过石英窗口照射电解质，通过侧壁采集窗口外的摄像采集系统和/或底部采集窗口外的摄像采集系统采集气泡的影像；当观测流场行为时，采用照明光源通过石英窗口照射电解质，同时采用激光器通过狭缝照射电解质，在电解质中形成水平光面和/或垂直光面，通过底部和/或侧部的摄像采集系统采集示踪粒子的影像。