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

运用电化学暂态方法和现场时间分辨FTIR反射光谱研究甲酸在Pt（100）单晶电极上的解离吸附和氧化过程．深入认识了甲酸解离吸附的反应速率在-0．25至0．25V电位区间呈火山形变化的规律．根据电化学现场时间分辨红外光谱的研究结果，提出在研究反应动力学时避免甲酸解离吸附干扰的方法，为进一步研究甲酸在Pt（100）电极表面经活性中间体直接氧化至CO2的反应动力学奠定了基础．     

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

运用程序电位阶跃方法，避免甲酸解离吸附的干扰，成功地研究了Pt（100）单晶电极上甲酸经活性中间体直接氧化至CO2的反应动力学．提出对电化学暂态实验数据进行积分变换求解动力学参数的方法，编制了相关的计算机软件，首次获得甲酸在Pt（100）单晶电极上直接氧化的反应动力学参数。结果给出在0．02V至0．15V电位区间，速率常数kf的对数随电极电位线性增长，kf从9．51×10－4上升到1．38×10－2cm·s－1．获得传递系数β＝0．309，5×10－3mol·L－1HCOOH＋0．5mol·L－1H2SO4溶液中甲酸的扩散系数D＝1．80×10－5cm2．s－1．     

粗糙铂电极上甲酸吸附氧化的电化学原位表面增强拉曼光谱研究

采用循环伏安法和电化学原位表面增强拉曼光谱（SERS）技术研究甲酸的解离 及附与氧化行为。首次报道了甲酸吸附、解离和氧化的电化学原位SERS谱，发现甲 酸在粗糙铂电极上能自发解离吸附；首欠成功地获得了粗糙铂电极上甲酸吸附解离 的强吸附中间体CO和活性中间体COOH的表面增强拉曼光谱，同时首次检测到甲酸氧 化最终产物CO_2的拉曼光谱信号，从分子水平证实甲酸解离吸附反应的双途径机理 。     

二十四面体Pt纳米晶电极上甲酸解离吸附反应动力学研究

研究了甲酸在二十四面体Pt纳米晶（THHPtNCs）电极表面解离吸附反应过程.电化学原位红外反射光谱结果显示,甲酸在低电位（-0.20V（SCE））即可在THHPtNCs电极上氧化到CO2,同时发生分子内化学键断裂生成吸附态CO物种.运用程序电位阶跃暂态方法定量研究甲酸解离吸附反应动力学,测得5×10^-3mol·L^-1 HCOOH＋0.1mol·L^-1 H2SO4溶液中甲酸在THHPtNCs电极上解离吸附的最大平均速率υamax为13.19×10^-10mol·cm^-2·s^-1,是商品Pt/C催化剂电极上υamax的1.5倍.研究结果揭示了THHPtNCs的反应活性显著高于Pt/C催化剂.     

甲醛和甲酸在Pt／Sb_（ad）电极上的电催化氧化

研究了甲醛和甲酸在Ｐｔ／Ｓｂ＿（ａｄ）电极上的电催化氧化,在甲醛的情况下,在电位约０．７Ｖ处出现一个氧化峰;在甲酸的情况下,第一氢化峰的峰电流增加约４倍．当覆盖度为０．７５±０．０５时,电极显现最高活性,吸附锑原子在铂电极上具有催化活性的主要原因是通过几何效应阻止吸附毒物（ＰＴ－￣＊Ｃ＝Ｏ）的生成。此外,讨论了电解时间、沉积电位、介质等因素对Ｐｔ／Ｓｂ＿（ａｄ）电极催化活性的影响,提出了在较低电位下,甲醛和甲酸在Ｐｔ／Ｓｂ＿（ａｄ）电极上催化氧化的机理．     

碱性介质中甘氨酸在Pt电极上解离吸附和氧化反应的原 …

运用原位红外反射光谱研究了碱性介质中甘氨酸在Ｐｔ电极上的解离吸附和氧化反应行为,并利用纳米Ｐｔ膜极的异常红外效应鉴定反应过程中生成的表现吸附物种。结果表明,甘氨酸在Ｐｔ电极上极易发生解离,生成强吸附于电极表面上的氰基负离子。     

甲酸解离吸附的动力学和时间分辨FTIR特征

 运用电化学暂态（电位阶跃）方法和时间分辨FTIR反射光谱研究甲酸在Pt电极上的解离吸附过程，揭示了这一表面分子过程的反应速率在－0．25至0．25VvsSCE区间呈火山形变化的规律，还测得在含10－3mol•L－1HCOOH的溶液中最大的初始解离速率（－0．06V时）为9.33×10－11mol•cm－2•s－1.     

研究甲酸在多孔Pt上吸附质的性质以及它与CO的相互作用

应用现场红外反射光谱和微分电化学质谱研究了甲到在多孔Ｐｔ上吸附质的性质。伏安结果显示了甲酸在多孔Ｐｔ上吸附质的氧经与吸附电位和吸附时间有关。在线质谱结果表明从甲酸吸附质氧化成二氧化碳所需要的电子数（ｎｅ）与吸附电位无关。显著地ｎｅ＝２．２说明了甲酸吸附质是由ＣＯ和ＣＯＨ组成，而不是只有单一的ＣＯ或者ＣＯＨ，另一方面，在１２６２ｃｍ＾－１和２０４８ｃｍ＾－１出现的现场红外光谱带证实了甲酸在多孔Ｐｔ上     

电化学现场时间分辩FTIR反射光谱和程序电位阶跃暂态响应信号同步检测系统

应用弛豫（或暂态）方法研究电极过程动力学始于五十年代。由于通过对暂态实验数据的解析能够获得反应速度常数、扩散系数、传递系数、交换电流密度等参数,从而唯象地描述电化学反应动力学,这一研究领域至今仍然十分活跃。从八十年代发展起来的电化学现场红外光谱为研究电化学反应机理提供了分子水平上的数据,从而深化了对速度控制步骤等细节的认识。近几年来我们通过发展时间分辨电化学现场ＰＴＩＲ光谱和程序电位阶跃技术成功地在分子水平上研究不可逆电化学反应的动力学,获得中间体或产物的生成速率。显然,结合时间分辨红外光谱的信息和程序电位阶跃获得的数据将对电化学反应的机理和动力学有更深刻的认识．迄今为止,这两类研究都是分别进行的．时间分辨红外光谱必须使用“薄层电解地”,而暂态方法则应用常规的电解池,这导致了实验条件的不一致,从而对实验数据解析产生分歧．理想的解决办法是两种研究方法都使用同一红外“薄层电解池”,并且同步检测电化学反应体系的电响应（电压、电流）和光响应（红外光谱）信号．本文报道了我们建立的同步检测系统,并通过研究甲酸在Ｐｔ电极上的氧化过程对该系统进行检验,实验结果同时显示了红外“薄层电解池”的快速响应特性．     

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因等步骤.Sun等研究了甲醇等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,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     

Kinetics of dissociative adsorption of formic acid on electrodes of tetrahexahedral platinum nanocrystals

In the present paper we study the kinetics of dissociative adsorption of formic acid on the electrode of tetrahexahedral platinum nanocrystals (THH Pt NCs). In situ FTIR spectroscopic results demonstrate that HCOOH can be oxidized to CO2 at a low potential (-0.2 V(SCE)) on the THH Pt NCs electrode, and the chemical bonds inside formic acid molecule are broken to form adsorbed COL species. The kinetics of the dissociative adsorption of HCOOH was quantitatively investigated by employing programmed potential s...     

Kinetics of dissociative adsorption of formic acid on Pt(100), Pt(610), Pt(210) and Pt(110) single-crystal electrodes in perchloric acid solutions

The kinetics of dissociative adsorption of HCOOH on Pt(100), Pt(610), Pt(210) and Pt(110) single-crystal electrodes has been investigated. The oxidation of dissociative adsorbate (DA) derived from the dissociative adsorption of HCOOH was used as a probe reaction together with the potential-step technique of short time windows. The quantity Q_ad of DA produced at a given potential E_ad and in a defined time window t_ad of adsorption has been determined systematically. At fixed t_ad peaked curves of Q_ad versus E_ad in the potential range between −0.25 and 0.25 V/SCE have been obtained on all four electrodes. The maximum rate of dissociative adsorption of HCOOH decreases in the order Pt(110) Pt(210) Pt(610) Pt(100).     

In situ FTIRS studies of kinetics of HCOOH oxidation on Pt(110) electrode modified with antimony adatoms

The electrochemical behavior of irreversibly adsorbed antimony on a Pt(110) electrode (Pt(110)/Sb) with various coverages was studied using cyclic voltammetry. The kinetics of HCOOH oxidation via reactive intermediates on Pt(110)/Sb were investigated quantitatively by employing the potential step technique and in situ FTIR spectroscopy. The results demonstrated that Sb adatoms were stable on Pt(110) when the electrode potential was below 0.45 V (SCE). It has been revealed that the dissociative adsorption of formic acid can be inhibited by the presence of Sb_ad on the Pt(110) surface. The electrocatalytic effects of Sb_ad towards HCOOH oxidation consist in a negative shift of the oxidation potential (about 350 mV) and the enhancement of the oxidation current. Based on the data processing method of integration transform developed in our previous papers, the kinetics of HCOOH oxidation on Pt(110)/Sb electrodes of different θ_Sb have been investigated quantitatively, and both the rate constant k_f and the transfer coefficient β were determined and reported.     

碱性介质中甘氨酸在Pt电极上解离吸附和氧化反应的原位红外反射光谱研究

运用原位红外反射光谱研究了碱性介质中甘氨酸在Pt电极上的解离吸附和氧化反应行为,并利用纳米Pt膜电极的异常红外效应鉴定反应过程中生成的表面吸附物种.结果表明:甘氨酸在Pt电极上极易发生解离,生成强吸附于电极表面上的氰基负离子,该吸附物种在低于0V电位下能稳定存在,并抑制甘氨酸的进一步反应.当电位高于0.2V时,氰基负离子被氧化为氰酸根离子进入溶液,使甘氨酸发生氧化反应,生成氰酸盐和碳酸盐等产物.     

乙二醇在铂电极上吸附和氧化过程的现场FTIR反射光谱研究(Ⅰ)──酸性介质

运用循环伏安法和现场FTIR反射光谱研究了酸性介质中乙二醇在铂电极上的吸附和氧化行为,指出乙二醇电催化氧化是通过解离吸附产物和反应中间体双途径机理进行的。经FTIR反射光谱检测,解离吸附产物为CO,反应中间体主要有CH₂OH─COOH和HOOC─COOH等。本文还在分子水平上解释了铂电极上乙二醇吸附和氧化循环伏安特征的内在原因。