Pt(111)单晶电极上乙二醇解离吸附反应动力学

运用电化学循环伏安和程序电位阶跃方法研究了乙二醇在Pt(111)单晶电极上的解离吸附过程.动力学研究的定量结果指出,乙二醇解离吸附反应的平均速率随电极电位变化呈火山型分布,其最大值在0.10 V(vs SCE)附近.测得在含2×10－3 mol•L－1乙二醇的溶液中,最大初始解离速率vi为4.35×10－12 mol•cm-－2•s－1.     

Pt单晶(210)、(310)和(510)阶梯晶面上CO2电催化还原的表面过程

研究Pt单晶 (210)、(310)和(510)三个阶梯晶面上CO₂电催化还原的表面过程. 通过改变处理条件获得单晶电极不同的表面结构. 研究结果指出, 当铂单晶电极表面保持其确定原子排列结构时, 对CO₂还原的电催化活性随晶面上(110)台阶密度的降低而减小, 即Pt(210) > Pt(310) > Pt(510); 当三个电极表面发生氧的吸附导致原子排列结构重建时, 其电催化活性均有不同程度的提高. 虽然其活性顺序未发生变化, 但(110)台阶位密度越大的表面其电催化活性增加的程度越高. 研究指出Pt单晶电极的表面结构越开放, 其电催化活性也越高, 并且在外界条件诱导下更易于转变为具有更高反应活性的表面结构. 而相对有序的表面结构则比较稳定. 研究结果从微观层次获得CO₂与Pt单晶电极表面相互作用的规律, 深化了对CO₂电催化还原表面过程的认识.     

Pt及其修饰电极上乙醇吸附和氧化的CV和EQCM研究

运用电化学循环伏安和石英晶体微天平研究了乙醇在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。结果表明乙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,可显著提高乙醇电催化氧化活性。相反,Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种,抑制了乙醇的电氧化。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。     

中性介质中L-丝氨酸在Pt电极上解离吸附和氧化的原位FTIR研究

运用电化学循环伏安(CV)和原位红外反射光谱(in situ FTIRS)研究了中性介质中L-丝氨酸在Pt电极上的解离吸附和氧化过程. 结果表明, 在中性溶液中, 以两性离子形式存在的丝氨酸可以在很低的电位下(-0.6 V, vs. SCE)在Pt电极表面发生解离吸附, 生成强吸物种一氧化碳(COL)、(COB)和氰负离子(CN-). 研究结果还表明, 当电位低于0.7 V(vs. SCE)时, CN-能稳定存在于电极表面, 抑制丝氨酸的进一步反应. 在更高电位时则主要为丝氨酸分子的氧化过程.     

碱性介质中L-赖氨酸在纳米金膜电极上的吸附和氧化过程

采用原位红外反射光谱(in situ FTIRS)和循环伏安法(CV)研究了碱性介质中L-赖氨酸在纳米金膜电极(nm-Au/GC)上的解离吸附和氧化过程. 研究结果表明, 在碱性溶液中以阴离子形式存在的赖氨酸[-OOC—CH—NH2—(CH2)4—NH2]在低电位区间(-0.95~-0.80 V, vs. SCE)发生部分解离, 生成AuCN-物种(约2110 cm-1), 同时赖氨酸阴离子的羧基侧还可通过两个氧原子与金电极表面相互作用. 随着电位的升高, 吸附态CN-氧化产生NCO-, OCN-和AuCN, 其对应的红外吸收峰分别位于2254, 2168和2226 cm-1附近.     

Sb在Au电极上不可逆吸附的电化学过程

用电化学循环伏安法和电化学石英晶体微天平(EQCM)技术研究了Sb在Au电极上不可逆吸附的电化学过程. 研究结果表明, 在-0.25 V到0.18 V(vs SCE)范围内, Sb可在Au电极上稳定吸附, 并且在0.15 V附近出现特征氧化还原峰. 根据EQCM实验数据, 在电位0.18 V时, Sb在Au电极上的氧化产物是Sb2O3; 同时Sb的吸附阻止了电解液中阴离子和水在Au电极上的吸附. 当电极电位超过0.20 V时, Sb2O3会被进一步氧化成Sb5+化合物, 同时逐渐从Au电极表面脱附.     

纳米金膜电极上CN~-吸附的电化学和原位红外反射光谱研究

应用循环伏安(CV)和原位红外反射光谱(in situ FTIRS)研究碱性介质中氰(CN-)在纳米金膜电极(nm-Au/GC)上的吸附行为. 结果显示,当研究电极电位低于0.0 V时,CN-可稳定吸附在nm-Au/GC电极表面,高于0.0 V,则发生氧化脱附.发现nm-Au/GC表面具有异常红外效应(AIREs),即吸附态CN-谱峰呈现出与本体Au电极不同的方向倒反、红外吸收增强(39.2倍)以及半峰宽增加的异常光谱特征. 本研究将纳米薄膜材料的这一AIREs从过渡金属拓展到币族金属,进一步证明AIREs是迄今研究的金属及合金纳米材料的普遍特性.     

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酸纳米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,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。     

表面合金电催化剂上甲酸氧化的原位FTIR反射光谱研究

运用原位红外反射光谱(FTIRS)和电化学循环伏安法(CV)研究了甲酸在三种不同电极上的电催化特性。结果表明甲酸在碳载铂电极(Pt/GC)上的电催化氧化机理与本体铂电极(Pt)相类似,即可以通过活性中间体或毒性中间体氧化至CO_2。Pt/GC对甲酸的氧化比Pt具有更高的电催化活性。Pt/GC表面以Sb吸附原子修饰的电极(Sb-Pt/GC)上,甲酸氧化的起始电位(E;)提前至-0.10V,氧化电流峰电位(Ep)提前至0.34V,氧化峰电流(jp)值增加了7.28倍,半峰宽(FWHM)为0.30V。同样,Surface al-loy/GC电极上,E_I为-0.12V,E_p为0.32V和j_p为7.25mA·cm~(-2),相对Pt/GC分别负移了0.22,0.02V和增大了8.15倍,半峰宽(FWHM)为0.5V。表明Sb-Pt/GC和Surface alloy/GC电极不仅能够有效地抑制毒性中间体CO的生成,而且还可以显著地提高其对活性中间体的氧化的电催化活性。     

碱性介质中甘氨酸在纳米金膜电极上的吸附和氧化

运用原位红外反射光谱（in situ FTIRS）和电化学石英晶体微天平（EQCM）在分子水平上研究了碱性介质中甘氨酸在纳米金膜电极上的解离吸附和氧化过程.结果表明,甘氨酸在很低的电位下（－0.8 V, vs SCE）就可发生解离吸附.其解离产物氰基(CN－)与电极表面存在较强的化学吸附作用，形成AuCN－物种(红外吸收谱峰位于2100 cm－1附近).吸附在纳米金膜表面的CN－给出红外吸收显著增强、红外谱峰方向倒反和半峰宽增加的异常红外效应特征.吸附态CN－在低电位抑制H2O和OH－的吸附，当电位高于0.2 V可氧化产生OCN－；进一步升高电位到0.3 V则形成.溶液相物种OCN－和对应的红外吸收峰分别为2169 cm－1和2145 cm－1.实验结果指出，金以的形式溶解是导致电极表面质量显著减少的主要原因.