(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210982869.5 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 (72)发明人 杨纯臻　曾辉炎　曾衍铨　洪恩纳　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 付茵茵 (51)Int.Cl. G01N 21/35(2014.01) G01N 21/3504(2014.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 27/30(2006.01) G01N 27/62(2021.01) (54)发明名称 一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电 化学测试装置 (57)摘要 一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电 化学测试装置， 包括位于上层的对电极模块、 位 于中层的流动电解池腔体模块和位于下层的红 外光谱接口模块； 流动电解池腔体模块包括电解 池腔体、 正极室、 正极进液口、 正极出液口、 质谱 进样口、 送样口、 参比电极接口、 工作电极和参比 电极， 质谱进样口用于分离气体， 气体从送样口 中流出； 对电极模块包括负极盖体、 负极室、 负极 进液口、 负极出液口、 对电极接口和对电极； 正极 室与负极室之间通过离子交换膜隔开； 红外光谱 接口模块包括棱镜和红外光学窗口。 本发明可将 红外光谱的信号收集与质谱的采集进行集成， 使 采集的信号能够实现同频， 且可以将工作电极和 对电极隔开， 属于电化学测试技 术领域。 权利要求书2页 说明书6页 附图12页 CN 115144355 A 2022.10.04 CN 115144355 A 1.一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其特征在于： 包括位于上 层的对电极模块、 位于中层的流动电解池腔体模块和位于下层的红外光谱接口模块； 流动电解池腔体模块包括电解池腔体、 正极室、 正极进液口、 正极出液口、 质谱进样口、 送样口、 参比 电极接口、 工作电极和参比 电极， 正极室设于电解池腔 体上， 正极进 液口、 正极 出液口、 送样口和参比 电极接口均连通正极室， 质谱进样口位于送样口与正极室之间， 参比 电极接口用于安装参比电极， 工作电极位于正极室的底部， 正极电解液经正极进液 口流入 并经正极出液 口流出， 质谱进样口呈环状且包括支撑片和质谱滤膜， 质谱进样口用于分离 正极电解液中的气体， 气体从送样口中流出； 对电极模块包括负极盖体、 负极室、 负极进液口、 负极出液口、 对电极接口和对电极， 负 极室设于负极盖体上， 负极进 液口、 负极出液口和对电极接口均连通负极室， 负极电解液经 负极进液口流入负极 室并经负极出 液口流出， 对电极接口用于安装 对电极； 正极室位于负极 室的下方， 正极室与负极 室之间通过离 子交换膜隔开； 红外光谱接口模块包括棱镜和 红外光学窗口， 红外光学窗口位于工作电极的底部， 棱 镜位于红外光学窗口 的下方。 2.按照权利要求1所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 支撑片为环状的不锈钢发泡体， 质谱滤膜为环状的多孔聚四氟乙烯薄膜。 3.按照权利要求1所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 正极室包括上腔室、 下腔室和毛细通道， 上腔室与负极室之间通过离子交换膜隔 开， 工作电极位于下腔室的底部， 上腔室和下腔室通过毛细通道连通， 正极出液口位于上腔 室的底端， 正极出 液口和质谱进样口位于下腔室的顶端。 4.按照权利要求3所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 毛细通道的数量为多个， 毛细通道的上端 连接上腔室的外边缘， 毛细通道的下端 连接下腔室的外边缘， 正极出液 口位于上腔室的底端的中心， 正极出液 口位于下腔室的顶 端的中心。 5.按照权利要求1所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 棱镜的材 料为蓝宝石玻璃、 氟化钙或溴化钾。 6.按照权利要求1所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 红外光学窗口为Si3N4晶体薄膜， 工作电极为在Si3N4晶体薄膜上沉积的金镀层或 在质谱滤膜上沉积的导电碳材 料层。 7.按照权利要求1所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 参比电极为氯化银电极、 氧化汞电极或可逆氢电极， 对电极为铂丝电极、 镍网电 极、 石墨棒电极或碳网电极。 8.按照权利要求1所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 红外光谱接口模块还包括棱镜盖， 棱镜盖的上端设有凹槽， 凹槽的底部设有通 孔， 红外光学窗口和工作电极安装于凹槽中， 棱镜安装于通 孔中。 9.按照权利要求1所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 还包括离子交换膜盖， 离子交换膜安装于离子交换膜盖中， 离子交换膜盖与电解 池腔体之间、 以及工作电极与电解池腔体之间分别 设有第一密封圈， 离子交换膜盖与负极 盖体之间设有第二密封圈， 第一密封圈和第二密封圈均为氟橡胶圈。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115144355 A 210.按照权利要求1所述的一种红外光谱与在线电化学质谱联用的电化学测试装置， 其 特征在于： 还包括多个连接管道， 多个连接管道分别连通负极进液 口、 负极出液口、 正极进 液口、 正极出液口和送样口， 连接管道与电解池腔体或负极盖体之 间设有第三密封圈， 第三 密封圈为氟橡胶圈； 连接管道由第一带孔螺丝和空心钢管组成， 第一带孔螺丝固定地套于空心钢管的外 侧， 第一带孔螺 丝通过螺纹连接电解池腔体和负极盖体。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115144355 A 3