發(fā)布時間：2022-01-11 18:06

　　使用石墨烯和粘膠基碳纖維對Ag/AgCl海洋電場電極進行改性,研究了加入不同碳材料對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數(shù)量級,噪聲與Ag/AgCl電極處于同一水平,能夠完整地響應(yīng)1 MHz的電場信號,沒有出現(xiàn)波形失真,能夠滿足低頻微弱海洋電場的探測和快速部署的要求。 

【文章來源】：兵器裝備工程學(xué)報. 2020,41(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

電極響應(yīng)性能測試裝置示意圖

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數(shù)量級。交換電流密度越高，說明電極本身電化學(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)定時間

加入不同碳材料的Ag/Ag Cl電極極差測量結(jié)果如圖3所示。測試結(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，可見碳材料的加入明顯降低了電極對的極差，且石墨烯-Ag/Ag Cl電極極差最小。文獻[15]認為電極對的極差過大常常使得信號調(diào)理電路飽和，而較低的電極對電壓在一定的電壓輸出范圍下可以提高微弱信號的放大倍數(shù)。由此可知引入碳材料后，Ag/Ag Cl電極探測精度也會大幅提升。對比極差隨時間的變化曲線可知，隨著碳材料的加入，極差的變化幅度變小，極差穩(wěn)定時間縮短。3種電極試樣的極差穩(wěn)定時間分別為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)定時間顯著縮短。這是因為碳材料的加入增大了電極的比表面積，電極與介質(zhì)的接觸面積增加，有效離子碰撞數(shù)量增加，同一時間內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子數(shù)量增多，所以反應(yīng)達到平衡的時間減小，縮短了極差穩(wěn)定時間。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高性能碳纖維水下電場電極制備及其性能測量[J]. 申振,宋玉蘇,王月明.  兵工學(xué)報. 2017(11)
[2]確定性采樣的矢量水聽器陣列艦船目標(biāo)方位估計[J]. 井巖,沈毅,馮乃章,萬廣南,孫明健.  儀器儀表學(xué)報. 2016(06)
[3]艦船軸頻電場中的接觸電阻研究[J]. 姬慶,蔣培.  四川兵工學(xué)報. 2014(08)
[4]基于前體聚合狀態(tài)對碳材料進行分類以發(fā)展結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系（英文）[J]. Oleksiy V.Khavryuchenko,Volodymyr D.Khavryuchenko.  催化學(xué)報. 2014(06)
[5]基于水下電場測量的Ag/AgCl多孔電極性能研究[J]. 衛(wèi)云鴿,曹全喜,黃云霞,王毓鵬,李桂芳.  稀有金屬材料與工程. 2012(12)
[6]電場測量傳感器類型選擇[J]. 李松,李俊,龔沈光.  水雷戰(zhàn)與艦船防護. 2008(01)

碩士論文
[1]超級電容器電極材料的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 王紅燕.山東大學(xué) 2018



本文編號：3583219