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Pt单晶电极表面Sb的不可逆吸附及性能与甲酸电催化氧化反应动力学

C_1分子(CH_4、CO、CH_3OH、HCHO、HCOOH)的氧化不仅可作为直接燃料电池的阳极过程,也是电催化研究的基础课题。金属单晶面具有明确的表面原子排列结构,在模型(电)催化研究中,提供了各种表面结构模型,使深入研究表面结构与性能的内在联系和规律成为可能。将金属单晶表面电化学与有机小分子电催化的研究结合起来,在基础理论研究和实际应用方面都具有十分重要的意义。为了研究电极的表面结构和组成与其催化活性及反应动力学的规律,在分子水平及电极表面原子排列结构的层次上认识和发展有机小分子的电化学催化理论,本论文工作采用表面原子排列结构明确的Pt单晶面作为工作电极,利刚电化学循环伏安、原位时间分辨FTIR反射光谱、程序电位阶跃暂态技术及积分变换数据解析方法,研究了Pt单晶的三个基础晶面Pt(100)、Pt(110)、Pt(111)和两个阶梯晶面Pt(320)(3(110)×(100))、Pt(331)(3(111)×(111)或2(  (本文共157页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理化学学报》1992年06期
物理化学学报

甲酸在Pt(100)单晶电极表面解离吸附过程的动力学

有机小分子在电催化剂表面的解离吸附,是燃料电池阳极氧化过程中发生自毒化现象的主要原因‘”。事实上这类解离吸附是一种表面分子过程,包括有机分子在电极表面吸附,分子内断键,生成新的吸附分子或基团等步骤。sun等研究了甲醇等l2]在一系列铂单晶电极上的解离吸附,发现这类过程极强地依赖于电极表面原子排列结构.虽然已有大量文献报导了运用原位红外光谱检测各类有机小分子解离吸附物种〔‘’“,4’,但迄今仍未见到动力学方面的研究结果。显然,对这种在电化学条件下表面分子反应过程的动力学研究,必将进一步揭示反应分子与电极表面相互作用的规律和机制. Pt(100)单晶电极在本室制备[51。电位均相对饱和甘汞电极(s CE),暂态实验过程由兼容AT一286微机配以sC一11020型过程控制接口板(北京方圆新技术发展公司)联接xHD-工型恒电位仪(厦门大学化学系研制)进行控制.自行研制的软件允许以最快每点132娜的速率记录实验数据,并完全实现对恒电位仪各...  (本文共4页) 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

Au,Pt单晶电极上H_2O_2氧化还原pH效应的探究

燃料电池因为具备能量效率非常高、反应条件温和、方便操作,容易实现自动化控制以及生成产物为水,对环境友好等优点,被认为是最有潜力的清洁能源技术之一。其阴极的主要反应是氧还原反应(ORR),然而ORR高的过电势一直是制约燃料电池大规模商业化的主要瓶颈。对于诸如ORR等涉及质子和电子转移的反应,溶液pH的变化可能以不同的方式影响这些反应:i)它可以改变相应反应的热力学平衡电势,ii)对于弱酸、弱碱、水合氢等反应物,它可能会改变反应物种的性质和浓度,iii)它可能改变电催化反应的反应动力学,因为溶液pH的改变可能改变表面状态,例如吸附物的性质和覆盖度,电极-电解质溶液界面的过剩电荷等。因此,研究pH效应将提供丰富的信息,有助于揭示它们的反应机理以及控制其反应动力学的关键因素。过氧化氢(HPO)是ORR的可能中间体。在ORR活性最好的Pt或Pt基电催化剂上,发现存在氧化还原混合电位现象,即在相同的电位范围内,当ORR处于动力学和传质混合控...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理化学学报》1997年07期
物理化学学报

铂单晶电极表面不可逆反应动力学──Ⅰ.Pt(100)单晶电极上甲酸氧化的现场红外反射光谱研究

电极过程动力学是电化学的核心内容[‘].有机小分子的氧化反应无论在基础研究还是在应用方面都有重要价值,得到了广泛的研究[’].由于有机小分子的氧化是电极表面结构敏感型的反应,使用金属单晶面电极可在表面原子排列结构的层次研究有机小分子与表面反应的微观过程.随着各种电化学谱学方法特别是红外反射光谱的发展及其在电化学催化研究中的应用,对各种有机小分子氧化反应机理的认识已经深入到分子水平【习.但是,对有机小分子氧化反应动力学的研究还少见报导【‘],特别是对有机小分子在金属单晶电极表面氧化反应动力学的研究还是空白.其主要原因在于反应过程的复杂性导致难以用通常的电化学暂态技术开展研究并解析动力学参数.本文联用电位程序阶跃技术和电化学现场(时间分辨)傅立叶交换红外反射光谱方法研究甲酸在铂单晶(100)晶面电极上的解离吸附规律和氧化过程,以期获得开展单晶表面不可逆反应动力学研究的途径和建立相关方法.1实验电化学现场红外反射光谱实验在NIC。le...  (本文共5页) 阅读全文>>

《高等学校化学学报》2001年07期
高等学校化学学报

Pt(110)/Sb电极上甲酸的电催化氧化特征和动力学

在金属电极表面修饰异种原子已被广泛用于提高其电催化性能 ,而以金属单晶面作为电极开展研究 ,可在原子排列结构层次上探讨电催化剂表面的结构 (表面组成 ,几何和电子结构 )与性能的关系 ,并且可作为模型电催化剂深入认识表面活性位和反应位的本质和作用规律 .采用欠电位方式[1] 和不可逆吸附方法 [2 ,3] 吸附原子修饰电极 ,可方便地改变表面的组成和结构 ,从而改变电极的催化活性[4 ,5] .已知在过渡金属电极上甲酸是通过双途径机理氧化至 CO2 的[6] ,采用吸附原子修饰电极可以抑制毒性中间体的生成 ,从而改变反应的途径 ,实现甲酸经过活性中间体直接氧化至 CO2 .Feliu等[7~ 9] 曾研究了甲酸在经 Sbad修饰的 Pt(1 0 0 )及 Pt(1 1 1 )晶面上氧化的循环伏安特性 .本文以铂单晶 (1 1 0 )晶面为电极 ,采用不可逆吸附方法以 Sb吸附原子修饰其表面结构 ,研究 Sbad的电化学稳定性和与...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理化学学报》1997年08期
物理化学学报

铂单晶电极表面不可逆反应动力学──Ⅱ铂单晶(100)晶面电极上甲酸氧化反应动力学参数解析

有机小分子氧化反应动力学对于发展电化学催化的理论和研制燃料电池具有重要意义·当电化学反应的速率控制步骤明确以后,运用电化学暂态技术测量反应动力学参数(反应速率常数,扩散系数,传递系数等)是有效的手段[‘].由于有机小分子的氧化是完全不可逆反应,而且对电极表面结构极为敏感I‘],其反应机理较为复杂.即使控制实验条件使得记录的暂态数据代表某一速率控制步骤或基元反应,其动力学参数亦难以从实验曲线的函数关系中解析.例如,当温度和反应物浓度固定后,在某一阶跃电位下的电流一时间响应为指数函数和误差函数的组合,j=F(XXP)(f),erf付难以用通常的简化方法解析反应动力学参数.迄今为止还未见到定量求解甲酸在铂单晶电极上氧化动力学参数的报导.基于本系列论文第一部分【司的研究结果,在本文工作中设计合适的电位阶跃程序,避免甲酸解离吸附的干扰,提出对暂态实验数据进行积分变换求解动力学参数的方法,编制了相应的计算机解析软件,第一次定量获得甲酸在Pt...  (本文共7页) 阅读全文>>