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液态金属在碱性溶液中的电化学反应

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:正所谓“正负相吸”,自然会有一堆溶液中的正离子聚集在液态金属周围,形成一个负电荷层和一个正电荷层,就像一个电容结构,即神奇的双电层结构,如图4.10a所示,溶液中的净电荷为零。当外加电场引起液态金属表面离子分布变化,“电容”的电势差也会发生相应变化,靠近负极处电势差减小,表面张力增大,靠近正极处电势差增大,表面张力减小。

液态金属在碱性溶液中的电化学反应

对于水溶液中的不稳定离子来说,电子是一种财富。为维护平衡,一些离子或原子会选择共用电子对,形成络合物[21]。将镓基液态金属浸没在碱性溶液中,在液态金属表面与溶液接触的地方会形成[Ga(OH)4-,紧紧吸附在液态金属表面,导致液态金属外表面带负电荷[22]。正所谓“正负相吸”,自然会有一堆溶液中的正离子聚集在液态金属周围,形成一个负电荷层和一个正电荷层,就像一个电容结构,即神奇的双电层结构,如图4.10a所示,溶液中的净电荷为零。

图4.10 双电层效应[21,22](www.xing528.com)

a.液态金属双电层;b.外加电场液态金属变形;c.双电层电势及离子分布。

当外加电场引起液态金属表面离子分布变化,“电容”的电势差也会发生相应变化,靠近负极处电势差减小,表面张力增大,靠近正极处电势差增大,表面张力减小。根据Marangoni效应,液体会由表面张力低处流向表面张力高处,因此液态金属也会变形以适应电场变化(图4.l0b)。

外界的正电层并不只是一层,在紧贴界面处会形成正电荷密度非常大的紧密层,然后正电荷密度以指数形式降低,即外层的扩散层,相应的电势也降低,如图4.10c所示。由于紧密层的厚度非常薄,即使双电层所形成的电势差并不大,但其间的电场强度十分可观。

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