使用石墨烯和粘膠基碳纖維對(duì)Ag/AgCl海洋電場(chǎng)電極進(jìn)行改性,研究了加入不同碳材料對(duì)Ag/AgCl電極的表面形貌、電化學(xué)性能和響應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明,石墨烯-Ag/AgCl電極性能較好,其極差穩(wěn)定時(shí)間縮短至3 h,極差減小至0. 05 mV,交換電流密度增大約一個(gè)數(shù)量級(jí),噪聲與Ag/AgCl電極處于同一水平,能夠完整地響應(yīng)1 MHz的電場(chǎng)信號(hào),沒(méi)有出現(xiàn)波形失真,能夠滿足低頻微弱海洋電場(chǎng)的探測(cè)和快速部署的要求。 

【文章來(lái)源】：兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2020,41(03)北大核心

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【部分圖文】：

電極響應(yīng)性能測(cè)試裝置示意圖

比較而言，石墨烯-Ag/Ag Cl電極的交換電流密度相比Ag/Ag Cl電極交換電流密度提升約一個(gè)數(shù)量級(jí)。交換電流密度越高，說(shuō)明電極本身電化學(xué)性能越好。因此，碳材料的加入有助于Ag/Ag Cl電極提高電化學(xué)性能，這里電化學(xué)性能主要與電極表面微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。2.2 極差穩(wěn)定時(shí)間

加入不同碳材料的Ag/Ag Cl電極極差測(cè)量結(jié)果如圖3所示。測(cè)試結(jié)果顯示Ag/Ag Cl、石墨烯-Ag/Ag Cl和粘膠基碳纖維-Ag/Ag Cl電極試樣的極差分別為1.2 m V、0.05 m V和0.1 m V，可見(jiàn)碳材料的加入明顯降低了電極對(duì)的極差，且石墨烯-Ag/Ag Cl電極極差最小。文獻(xiàn)[15]認(rèn)為電極對(duì)的極差過(guò)大常常使得信號(hào)調(diào)理電路飽和，而較低的電極對(duì)電壓在一定的電壓輸出范圍下可以提高微弱信號(hào)的放大倍數(shù)。由此可知引入碳材料后，Ag/Ag Cl電極探測(cè)精度也會(huì)大幅提升。對(duì)比極差隨時(shí)間的變化曲線可知，隨著碳材料的加入，極差的變化幅度變小，極差穩(wěn)定時(shí)間縮短。3種電極試樣的極差穩(wěn)定時(shí)間分別為24 h(Ag/Ag Cl)、3 h(石墨烯-Ag/Ag Cl)和6 h(粘膠基碳纖維-Ag/Ag Cl)，說(shuō)明加入石墨烯和粘膠基碳纖維后，Ag/Ag Cl電極極差穩(wěn)定時(shí)間顯著縮短。這是因?yàn)樘疾牧系募尤朐龃罅穗姌O的比表面積，電極與介質(zhì)的接觸面積增加，有效離子碰撞數(shù)量增加，同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子數(shù)量增多，所以反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間減小，縮短了極差穩(wěn)定時(shí)間。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3583219