Pt及其修饰电极上甲醇吸附和氧化的CV和EQCM研究

运用电化学循环伏安和石英晶体微天平 (EQCM )研究了 0 .1mol·L- 1H2 SO4 溶液中甲醇在Pt电极和以Sb ,S不可逆吸附原子修饰的Pt(Pt/Sbad和Pt/Sad)电极上的吸附和氧化过程 .结果表明甲醇的氧化与电极表面氧物种有着极其密切的关系 .Pt电极表面Sb吸附原子能在较低的电位下吸附氧 ,可显著提高甲醇电催化氧化活性 .与Pt电极相比较 ,Sb吸附原子修饰的Pt电极使甲醇氧化的峰电位负移了 0 .13V .相反 ,Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种 ,抑制了甲醇的电氧化 .本文从表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的新数据     

Pt电采上吸附原子对仲丁醇电催化氧化性能的影响

运用电化学循环伏安和石英晶体微天平研究了HClO4溶液仲丁醇在Pt电极及以Sb和S吸附原子修饰的Pt(Pt/Sbad和Pt/Sad）电极上的电催化氧化过程，从电极表面质量变化可以看出，仲丁醇的氧化与电极表面的氧物种表面的氧物种有着极其密切的关系，Pt电极表面Sb吸附原子可在较低的电位下吸附氧，明显提高仲丁醇的氧化活性，与Pt电极相比，Sb吸附原子修饰的Pt电极使仲丁醇氧化的峰电位负移约100mV，相反，Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种，抑制仲丁醇的氧化，从电极表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的数据。     

Pt电极上吸附原子对仲丁醇电催化氧化性能的影响

运用电化学循环伏安和石英晶体微天平研究了HClO4溶液中仲丁醇在Pt电极及以Sb和S吸附原子修饰的Pt(Pt/Sbad和Pt/Sad)电极上的电催化氧化过程 .从电极表面质量变化可以看出 ,仲丁醇的氧化与电极表面的氧物种有着极其密切的关系 .Pt电极表面Sb吸附原子可在较低的电位下吸附氧 ,明显提高仲丁醇的氧化活性 .与Pt电极相比 ,Sb吸附原子修饰的Pt电极使仲丁醇氧化的峰电位负移约 10 0mV .相反 ,Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种 ,抑制仲丁醇的氧化 .从电极表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的数据     

Pt电极上Sb，S吸附原子对正丁醇电催化氧化性能的影响

运用电化学循环伏安和石英晶体微天平研究了0.1 mol/L H2SO4 溶液中正丁醇（1-BL）在Pt电极和以Sb，S吸附原子修饰的Pt（Pt/Sbad和Pt/Sad）电极上电催化氧化过程。从电极表面质量变化表明正丁醇的氧化与电极表面氧物种有着极其密切的关系。Pt电极表面Sb吸附原子能在较低的电位下吸附氧，可显著提高正丁醇电催化氧化活性。与Pt电极相比较，Sb吸附原子修饰的Pt电极使正丁醇氧化的峰电位负移了0.33 V，峰电流增大了近一倍。相反，Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种，抑制了正丁醇的电氧化。本文从表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的新数据。     

Pt和Sb、S吸附原子修饰的Pt电极上正丙醇氧化的CV和EQCM研究

运用电化学循环伏安法和石英晶体微天平研究了正丙醇在Pt电极和以Sb、S吸附原子修饰的Pt（Pt/Sbad和Pt/Sad）电极上的吸附和氧化过程.从电极表面质量变化角度指出正丙醇的氧化与电极表面氧物种有着极其密切的关系.Pt电极表面Sb吸附原子能在较低的电位下吸附氧，可显著提高正丙醇电催化氧化活性，与在Pt电极上相比较,正丙醇氧化的峰电位负移了0.29 V,峰电流增加了近2倍.相反,Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种，饱和吸附S原子的Pt电极上正丙醇的电氧化受到抑制.本文从表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的新数据.     

1,4-丁二醇在Pt及其修饰电极上吸附氧化过程研究

运用电化学循环伏安和石英晶体微天平研究了1，4-丁二醇(1，4-BDL)在Pt电极及以Sb和S吸附原子修饰的Pt(Pt／Sbad和Pt／Sad)电极上的吸附和氧化过程．结果表明，1，4-丁二醇的氧化与电极表面氧物种有着极其密切的关系，表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的新数据．Pt电极表面Sb吸附原子能在较低的电位下吸附氧，可显提高1，4-丁二醇电催化氧化活性．与Pt电极相比，1，4-丁二醇在饱和吸附Sb原子的Pt电极上氧化的峰电位负移了0．20V，峰电流增加了1．5倍．相反，Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种，饱和吸附的S原子抑制了1，4-丁二醇的氧化．     

铂电极上锑吸附原子对1,2-丙二醇电催化氧化性能的影响

运用电化学循环伏安(CV)和电化学原位石英晶体微天平(EQCM)研究了Pt电极表面不可逆吸附Sb原子的电化学特性以及Pt电极上Sb吸附原子对0.1mol·L-1H2SO4溶液中1,2 丙二醇电催化氧化性能的影响.研究发现,当扫描电位的上限Eu≤0.50V(SCE)时,Sb可以稳定地吸附在Pt电极表面,饱和覆盖度为0.34;通过控制电位扫描上限和扫描圈数剥离部份Sb可方便地得到Sbad的不同覆盖度;Pt电极表面Sb吸附原子能在较低的电位下吸附氧,可显著提高1,2 丙二醇电催化氧化活性.与Pt电极相比较,Sb饱和吸附原子修饰的Pt电极使1,2 丙二醇氧化的峰电流增加了近2倍.作者还从表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的新数据.     

乙醇在碳载Pt纳米薄膜电极上吸附和氧化过程研究——II.酸性介质中EQCM和原位FTIR反射光谱

运用电化学循环伏安 ,石英晶体微天平 (EQCM )和原位FTIR反射光谱等方法研究了酸性介质中乙醇在碳载纳米Pt膜电极上吸附和氧化行为 .结果表明 ,乙醇的电氧化与溶液酸碱性及电极表面氧物种有密切的关系 ,并指出乙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 .在实验条件下 ,经原位FTIR反射光谱检测 ,解离吸附产物为CO ,反应中间体主要有CH3COOH和CH3CHO等物种 .     

Pt(110)/Sb电极上甲酸的电催化氧化特征和动力学

研究了Sb在Pt(110)晶面上不可逆吸附电化学特性及甲酸在Sb_ad修饰Pt(110)电极[Pt(110)/Sb]上的电催化氧化特征及其反应动力学.发现当扫描电位的上限E_u≤0.45V时,Sb_ad可稳定地吸附在Pt(110)表面上,从而有效地抑制了甲酸的解离吸附.与未修饰的Pt(110)上的结果相比,在Pt(110)/Sb上甲酸氧化的峰电位负移了0.35V.当θ_Sb=0.126时,Pt(110)/Sb电极对甲酸的电催化活性最高.还研究了Pt(110)/Sb上甲酸氧化反应的动力学,定量解析了不同θ_Sb下甲酸氧化的速度常数kf和传递系数β.     

碳载Pt/Sb_(ad)电极上乙醇电催化氧化特征和原位FTIR反射光谱研究

用电化学循环伏安法和原位 FTIR反射光谱法研究了 Sb在碳载纳米 Pt膜电极 (nm -Pt/ GC)表面不可逆吸附的电化学特性及酸性介质中乙醇的吸附和电催化氧化特性 .结果指出 ,当扫描电位的上限 Eu≤0 .5 0 V(SCE)时 ,Sbad可以稳定地吸附在 nm-Pt/ GC电极表面 .与未修饰的 nm-Pt/ GC电极上结果相比 ,Sbad修饰的 nm-Pt/ GC/ Sbad/ (nm-Pt/ GC)的催化活性显著增加 .测得当覆盖度θsb=0 .1 3 7时 ,修饰电极对乙醇的电催化活性最高 ,乙醇氧化的峰电位负移了 0 .1 5 V,峰电流增大了 1倍 .原位 FTIR反射光谱的结果从分子水平揭示了 Sb修饰对乙醇氧化反应途径的选择功能 .     

Electrooxidation of methanol on upd-Ru and upd-Sn modified Pt electrodes

The electrochemical oxidation of methanol has been investigated on underpotentially deposited-ruthenium-modified platinum electrode (upd-Ru/Pt) and on underpotentially deposited-tin-modified platinum electrode (upd-Sn/Pt). The submonolayers of upd-Ru and upd-Sn on a Pt electrode increased the rate of methanol electrooxidation several times as large as that on a pure Pt electrode. The best performance for methanol electrooxidation was obtained on a ternary platinum based catalyst modified by upd-Ru and upd-Sn simultaneously. The influence of the submonolayers of upd-Ru adatoms and upd-Sn adatoms on the oxidation of methanol in acid has been investigated. The effect of Ru on methanol electrooxidation lies on the distribution of Ru adatoms on a Pt surface. It has been shown that as long as the amount of upd-Ru deposits were controlled in a proper range, upd-Ru deposits would enhance the methanol oxidation obtained on a Pt electrode at whichever deposition potential the upd-Ru deposits were obtained. The effects of tin are sensible to the potential range. The enhancement effect of upd-Sn adatoms for the oxidation of methanol will disappear as the electrode potential is beyond a certain value. It is speculated that there exists a synergetic effect on the Pt electrode as adatoms Ru and Sn participate simultaneously in the methanol oxidation.     

酸性和碱性介质中甘氨酸解离吸附和氧化的EQCM研究

用电化学石英晶体微天平(EQCM)研究酸性和碱性介质中甘氨酸在Pt电极上的吸附和氧化过程.结果表明,甘氨酸的解离吸附和氧化行为与溶液的酸碱性密切相关.酸性溶液中甘氨酸吸附较弱,碱性溶液中则产生强吸附物,且当电位低于0V(vs.SCE)时可吸附于Pt电极表面.此外,碱性溶液中甘氨酸还表现出较高的电氧化活性.通过EQCM定量检测上述过程中Pt电极表面的质量变化,测定了不同电位区间(氢区、双电层区和氧区)每传递一个电子所对应的电极表面吸附物种的平均摩尔质量.     

硫酸溶液中Pt电极表面过程的EQCM研究

应用电化学循环伏安和石英晶体微天平(EQCM)方法研究了0.1mol·L-1硫酸溶液中Pt电极表面的吸附和氧化过程.从电极表面质量变化的结果分析,可认为正向电位扫描时氢区表面质量的增加是由于水分子取代Had引起的,而双电层区的质量增加则是由于水的吸附模式逐渐由氢端吸附转向氧端吸附所致.根据频率变化和电量数据,进一步推算出水在双电层区是以低放电吸附形式出现的,1molPt原子和水分子只发生0.054mol的电荷转移.本文结果可为认识Pt电极表面过程提供定量的新数据.     

Manipulation of electrocatalytic reaction pathways through surface chemistry: in situ Fourier transform infrared spectroscopic studies of 1,3-butanediol oxidation on a Pt surface modified with Sb and S adatoms

Cyclic voltammetry and in situ Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy were employed to study the electrocatalytic properties of a Pt electrode modified with adatoms of antimony (Sb) or sulfur (S) for 1,3-butanediol (1,3-BD) oxidation. The results demonstrated the possibility of manipulating the reaction pathways involved in 1,3-BD oxidation through chemical modification of the Pt electrode surface. Both Sb and S adatoms (Sb(ad) and S(ad)) can inhibit the dissociative reaction of 1,3-BD into CO, which is the main source of self-poisoning in electrocatalysis of small organic molecules. On Pt electrodes modified with a high coverage of Sb(ad) (Pt/Sb(ad)) the onset oxidation potential of 1,3-BD has been significantly decreased, which is attributed to the fact that the oxidation of Sb(ad) occurs at lower potentials than that of the Pt surface. In situ FTIR results illustrated that, although at potentials below 0.5 V (vs a saturated calomel electrode), at which the Sb(ad) is stable on the Pt electrode surface, both carbonyl and CO2 species have been observed, the principal oxidation products of 1,3-BD are carbonyl species. Such results indicate that the reaction is mainly the dehydrogenation of 1,3-BD molecules. However, at potentials above 0.5 V the proportion of CO2 species in the oxidation products increases quickly, implying that the reaction has turned to the breakage of C-C bonds in 1,3-BD molecules and the subsequent oxidation of the cleaved fragments. In contrast with the cases of 1,3-BD oxidation on Pt and Pt/Sb(ad) electrodes, the reaction of 1,3-BD oxidation on a Pt electrode modified with S adatoms (Pt/S(ad)) is oriented completely to the production of carbonyl species when electrode potentials are below 0.9 V, though the reaction activity is relatively low. When the electrode potential is increased above 0.9 V, the intensity of the CO2 IR band in the FTIR spectra increases rapidly, corresponding to a fast oxidation of 1,3-BD on surface Pt sites recovered by the oxidation and desorption of S(ad) from the Pt surface.     

碱性介质中甲醇在铂电极表面吸附和氧化的电化学原位FTIR反射光谱和EQCM研究

运用电化学循环伏安、原位FTIR反射光谱和石英晶体微天平(EQCM)等方法研究了碱性介质中甲醇在Pt电极表面吸附和氧化行为. 结果表明: 甲醇电氧化与溶液酸碱性有密切的关系. 酸性介质中甲醇在Pt电极上的CV曲线有两个正向氧化峰, 而碱性介质中只有一个正向氧化峰, 第二个氧化峰的消失可能是由于碱性介质中Pt电极在高电位下形成高氧化态的氧物种毒化其表面引起的. 碱性介质中甲醇解离吸附产物的数量比酸性介质的明显减少, 对甲醇氧化的第一个氧化峰表现出更高的电催化活性. 目前实验条件下, 原位FTIR反射光谱检测到: 碱性介质中甲醇电氧化的最终产物是CO₂和CO₃^2－, 反应中间体主要为HCOO^－物种. 从电极表面质量定量变化的角度提供了甲醇反应机理的新数据.