铂片电极在实验中的主要用途

铂片电极因其优异的化学稳定性、高的氢过电位、良好的导电性和催化活性，是实验室中多功能、高可靠性的工作电极。它在多种实验领域中扮演着核心角色，主要用途可以分为以下几大类：

一、电化学分析与传感

1.循环伏安法及其他伏安法：

（1）基础研究：用于研究氧化还原反应的可逆性、反应机理、电子转移数。铂是研究许多有机和无机电化学反应的标准电极材料之一。

（2）物质检测：通过电流响应定量检测特定物质，如重金属离子（需配合汞膜或铋膜）、过氧化氢、某些有机分子等。

2.安培法：

（1）恒电位安培检测：在流动注射分析或液相色谱电化学检测中，作为工作电极，在固定电位下检测具有电活性的物质（如儿茶酚胺、糖类等）。

（2）气体传感：用于电化学气体传感器中，例如检测氧气、一氧化碳、氢气等。气体在铂表面发生催化氧化或还原反应产生电流信号。

3.电化学阻抗谱：

（1）用于研究电极/溶液界面的性质，如双电层结构、腐蚀过程、表面修饰层的性质等。铂因其稳定和明确的表面性质常被用作模型电极。

二、电化学能量转换与存储研究

1.燃料电池研究：

阴极氧还原反应 和 阳极氢氧化反应 的基准催化剂或催化剂载体。许多研究使用铂片作为基底来负载或对比新型催化剂（如铂碳、铂合金）的性能。

2.电解水研究：

作为研究析氢反应 和 析氧反应 的经典工作电极。尽管其OER活性不是很高，但因稳定性好，常被用作对比或承载高活性催化剂（如IrO₂, RuO₂）的基底。

3.超级电容器：

作为研究电极材料（如活性炭、金属氧化物、导电聚合物）电化学电容行为的集流体或对比电极。铂本身的双层电容特性也常被用作校准标准。

三、电合成与工业电解

1.有机电合成：

作为阳极或阴极，参与或催化有机化合物的氧化或还原反应，如醇的氧化、硝基化合物的还原、卤化反应等。铂的催化活性和抗腐蚀性使其成为理想选择。

2.无机物制备与回收：

用于电沉积金属、制备高纯物质，或从废水中电化学回收贵金属。

四、物理化学参数测量

1.电导率测量：

作为电导池中的两个平行铂片电极（常镀有铂黑以增大表面积），用于精确测量溶液的电导率。这是其经典和常见的用途之一。

2.氧化还原电位测量：

作为惰性指示电极，与参比电极配对，用于测量溶液的氧化还原电位，判断溶液的氧化还原状态。在环境监测、生物反应器、地质研究中应用广泛。

3.电化学石英晶体微天平研究：

作为EQCM传感器的基底电极，在电化学反应过程中同步监测电极表面的质量变化，用于研究电沉积/溶解、吸附/脱附、聚合物生长等过程。

五、表面科学与催化研究

1.模型单晶电极的基底：

高定向热解石墨或单晶铂电极本身是研究表面结构与电催化活性关系的理想模型体系。

2.光谱电化学研究：

作为光学透明的薄层铂电极，或在表面增强拉曼光谱、红外光谱电化学中，作为工作电极，用于在分子水平上原位研究电极/溶液界面结构、吸附物种和反应中间体。

总结与特点

铂片电极之所以有如此广泛的用途，源于其独特的综合性能：

（1）化学惰性：在很宽的电位和pH范围内稳定，是理想的“惰性"电极。

（2）优异的电催化活性：对许多重要的电化学反应（如H₂氧化/析出、O₂还原）具有本征催化活性。

（3）高氢过电位：在用作阴极时，氢析出反应的发生电位较负，使得在较宽的负电位窗口内可以研究其他物质的还原。

（4）易于清洁和再生：可通过电化学循环、火焰灼烧等方法恢复洁净表面，重现性好。

因此，铂片电极是电化学实验室的“功能齐全的工具"之一，从基础教学实验到前沿科学研究，从分析检测到能源材料开发，都离不开它的身影。 根据具体应用，铂片电极的表面状态（光亮的、镀铂黑的、粗糙化的）和几何形状（圆盘、网状、丝状）也会相应选择。