利用交流阻抗谱揭示Ir(111)电极在酸性溶液中的氢吸附动力学

本文利用阻抗谱研究Ir(111)电极在HClO₄和H₂SO₄中溶液中的氢吸附行为. 在HClO₄溶液中,随着施加电位从0.2 V降到0.1 V(vs RHE),Ir(111)电极上氢吸附速率从1.74×10^-8 mol·cm^-2·s^-1增大到 3.47×10^-7 mol·cm^-2·s^-1 . 与相同条件下Pt(111)电极上的氢吸附速率相比,Ir(111)上的氢吸附速率要小1∽2个数量级,这是由于Ir(111)电极与H₂O结合能力更强,因此位于水合氢键网络中的氢离子需要克服更高的能垒才能重新定向进而发生欠电位沉积. 在H₂SO₄溶液中,氢吸附电位负移了200 mV,吸附速率也下降了一个数量级,这是由于Ir(111)电极表面强吸附的硫酸根/硫酸氢根物种的阻碍作用. 结果表明,在电化学环境下,位于电极表面附近的水分子的取代和重新定向在很大程度上影响了氢吸附过程.