n型碲化镉单晶光电化学电池的研究 Ⅱ.金属离子修饰与光电化学催化

n-CdTe单晶表面用H_2PtCl_6或RuCl_3溶液浸渍,显著提高了电池的效率及稳定性.除选择金属离子种类外,电极预处理及浸渍时间对修饰作用也有很大影响.固体表面分析表明,在PtCl_6~(2-)溶液中短时间浸渍的电极表面上有大量铂岛,能减少表面缺陷并催化界面反应.在RuCl_3溶液中浸渍,将可使Ru~(3+)离子吸附于电极表面,有利于光电化学反应.PdCl_2溶液浸渍或长时间PtCl_6~(2-)溶液处理均得到不利的结果.     

电化学石英晶体微天平研究碱性介质中单层级铂原子修饰的金电极上甲醇的电催化氧化

通过在Au电极表面欠电位沉积(UPD)Cu、再与Pt源(H2PtCl6或K2PtCl4)进行置换反应,制得单层级Pt原子修饰的金电极(对H2PtCl6或K2PtCl4,所制电极分别记为Pt(CuUPD-Pt4+)n/Au或Pt(CuUPD-Pt2+)n/Au,n表示欠电位沉积-置换过程的重复次数).用电化学石英晶体微天平(EQCM)技术定量研究了所制电极,评估了其在碱性环境中催化甲醇氧化的质量比活性(SECA).结果表明,以H2PtCl6为Pt源所制电极(Pt(CuUPD-Pt4+)3/Au)的活性更高,最大SECA高达35.7mAμg-1.根据EQCM结果计算了置换效率,籍此讨论了Pt原子在Au电极表面的层层组装结构,发现所制电极表面的裸Au位点分布百分数与实验结果(由AuOx还原峰电量测算)吻合.我们认为,EQCM技术是一种定量研究电极支撑的超薄催化剂的有效手段,这种高效的单层级贵金属催化剂有望在生物、能源、环境相关的电催化研究中进一步应用.     

Pt-Ru合金薄膜的电沉积制备及其电化学表面增强红外吸收光谱

在1mmol·L-1H2PtCl6+1mmol·L-1RuCl3+0.1mol·L-1H2SO4镀液中采用电沉积法在化学镀金膜的红外窗口Si反射面上制备Pt50Ru50合金电极.利用原子力显微镜(AFM)可以观察到制备的Pt50Ru50合金电极形貌呈现出100-200nm大小的颗粒.常规电化学分析方法得出该电极具有典型的合金特征,对CO和CH3OH具有很好的催化氧化作用.应用电化学现场衰减全反射表面增强红外光谱法(ATR-SEIRAS)可以观察到该电极上Pt位和Ru位上CO的振动谱峰,且表现出Pt-Ru二元金属良好的协同催化性能.     

五氯亚硝酰合铱酸根[Ir(NO)Cl~5]^-在溶液中的行为

研究了各种条件下[Ir(NO)Cl~5]^-的电子光谱和红外光谱的变化,讨论了[Ir(NO)Cl~5]^-与[Ir(NO)~2Cl~5]^3^-之间的转化与平衡及[Ir(NO~2)Cl~5]^3^-的配位体交换反应.在稀盐酸溶液中[Ir(NO~2)Cl~5]^3^-有水合作用,由[Ir(NO~2)Cl~5]^3^-转变成[Ir(NO~2)(H~2O)Cl~4]^2^-的表观活化能E~a的平均值为107.5kJ/mol.     

Pt在多晶Au微盘电极上电沉积成核与晶体生长

于不同H2PtCl6浓度和超电势下,应用Fleischmann的电结晶成核及晶体生长模型和Barradas Bosco的电化学成相吸附成核模型,拟合多晶Au微盘电极( =30μm)上电沉积Pt的恒电势阶跃电流暂态曲线.得出:在稀H2PtCl6溶液中,上述沉积过程初期,发生H2PtCl6吸附并遵循二维瞬时成核与圆柱形生长模型.二维生长速率常数随超电势线性增加.跟随其后的是核的层状生长,其速率常数随超电势呈非线性变化.而在高浓H2PtCl溶液中,沉积机理转变为H2PtCl6的吸附、瞬时成核及三维正圆锥形的生长模式.其晶核的垂直生长速率常数kPERP比水平生长速率常数kPARA大两个数量级以上.况且,logkPERP随超电势线性增加,而logkPARA则随超电势呈反S形变化的关系.相同超电势下,无论kPERP还是kPARA,均比稀H2PtCl6溶液中的二维层状生长速率常数大几个数量级.     

铁氰酸镍膜修饰金电极的研制及应用

通过层层组装的方法,将Ni^2＋和[Fe（CN）6]^3-交替沉积在巯基乙酸功能化的金电极表面．首次成功制备了铁氰酸镍多层膜修饰电极,用循环伏安法研究了该多层膜的电化学行为,实验表明峰电流随膜层数的增加而增加,膜均匀增长．该修饰电极对一价金属离子Na^＋,K^＋,NH4^＋具有选择性响应,尤其对K^＋存在准能斯特响应,响应范围0．01～1．0mol／L;而且该电极对抗坏血酸（AA）和S2O3^2-体系的氧化具有良好的电催化作用,线性范围分别为：1．14×10^-4～1．14×10^-3mol／L和5．0×10^-4～3．1×10^-3mol／L．     

温度与碱浓度对FeO4^2-/FeO2^-体系电化学行为的影响

研究了影响Fe（OH）3进行酸式电离反应的因素，在多种浓度和温度条件下的NaOH浓溶液中采用SnO2-Sb2O3／Ti电极，研究FeO4^2-/FeO2^-体系的电化学氧化还原反应参数及其变化趋势，结果证实该体系发生电化学氧化还原反应的最佳碱溶液浓度范围为12—14mol／L，最佳温度范围为295～315K．阐明了在实验条件下FeO4^2-/FeO2^-氧化还原体系中存在由FeO4^2-/FeO2^-构成的氧化还原电对，而FeO2不直接与FeO2构成氧化还原电对；并给出了FeO4^2-/FeO2^-氧化还原体系的Latimer图．     

电活性质点Fe^2^+离子在六氰亚铁钒薄膜中的传输

电活性质点Fe^3^+可穿透六氰亚铁钒薄膜在玻璃碳基体电极表面于较负电位处直接氧化, 也可经VHF膜中氧化还原点位的媒介在较正电位处理膜-溶液界面及膜内部发生催化氧化. 两个过程分别在用VHF修饰过的旋转GC电极上的伏安曲线中产生, 可明确分辨的第一波和第二波. 第一波的极限电流受Fe^2^+离子在溶液中和膜中的扩散速率控制.VHF薄膜对Fe^2^+离子的透过能力, kDm/d, 为10^-^3-10^-^2cm.s^-^1数量级, 随膜厚度增大而减小, 不随溶液中Fe^2^+离子浓度改变.     

离子色谱法测定AgNO3中的微量Cl-、NO2-和SO42-

用离子色谱法测定AgNO3溶液中的Cl^-、NO2^-和SO4^2-，以5.0mmol/L Na2CO3-5.0mmol/L NaHCO3混合溶液作淋洗液，采用离子交换法将AgNO3转换成KNO3，以除去Ag ^ 。讨论了NO3^-对Cl^-、NO2^-和SO4^2-测定的影响。AgNO3溶液中Cl^-、NO2^-和SO4^2-的回收率分别为93.3%、108%和94%。     

高铁酸盐在Sn02-Sb2O3／Ti电极上的选择性电化学合成

合成了SnO2-Sb2O3／Ti电极材料．实验结果证实，在14mol／L NaOH水溶液中和完全避免析氧反应的条件下，Fe(Ⅲ)物种在该电极上进行电化学氧化并生成FeO4^2-．结果表明，Fe(OH)。在浓NaOH溶液中发生酸式电离，形成可溶于水的FeO2^-，该离子的浓度随着碱溶液浓度变化而发生明显变化，而且它还是发生化学氧化和电化学氧化的反应物．在SnO2-Sb2O3／Ti电极上，FeO4^2-的电化学还原起始电位为0．38V(vs.Hg／HgO，14mol／L NaOH)，FeO2^-电化学氧化起始电位为0．54V．结果还表明，用电化学方法氧化Fe(Ⅲ)物种生成FeO4^2-是个多步骤过程．     

光电化学反应的催化I.大颗粒金岛对n-TiO2电极上光电化学过程的催化作用

用溅射、光还原及电沉积法在n-TiO2单晶电极表面上形成了大颗粒金岛,测量了这些电极和纯金电极在H2SO4溶液以及含有Fe[3+]/Fe[2+]的酸溶液中的光电化学极化行为。通过分析和比较这些曲线,确定了大颗粒金岛与n-TiO2单晶的接触具有欧姆结性质。并借助于可换盘旋转环盘电极,在含Ce[3+]的酸溶液中测量了裸TiO2电极及载金TiO2电极上Ce[3+]的竞争光电化学氧化。证实了以大岛形式在TiO2电极表面上分布的催化剂只能催化暗反应,而不能催化光电化学反应。     

光电化学反应的催化II.表面覆盖针状铱层对n-TiO2电极上光电化学过程的催化作用

借助于可换盘旋转环盘电极在含Ce[3+]酸性溶液中比较了n-TiO2电极上载多孔铱层前后的竞争光氧化过程,观察到当铱以高度分散的针状多孔透光层在TiO2电极表面分布时能够催化Ce[3+]的光电化学氧化,并据此讨论了催化光电化学反应的基本前题。     

氢钼青铜对铂催化氧还原反应的促进作用

采用循环伏安法在玻碳电极上和硫酸溶液中电沉积制备出铂催化剂(Pt)及铂-氢钼青铜复合催化剂(Pt-HxMoO3), 用旋转圆盘电极研究并比较了它们对硫酸溶液中氧还原反应的催化活性. 研究结果表明, HxMoO3能明显地提高Pt对氧还原反应的电催化活性. 通过对静态电极上氧还原的峰电流与扫描速度的关系以及旋转圆盘电极上氧还原电流与旋转速度的关系的分析发现, HxMoO3提高了铂电极氧还原反应电荷传递步骤的传递系数, 因此加快了氧还原的动力学过程.     

光电化学反应的催化III: 溶液中钴离子及用钴修饰的n-TiO2电极的光催化行为

在溶液中加入钴(II)离子能够催化n-TiO2电极上的光电化学析氧反应,增加光电流-电压曲线的充满因子.用钴修饰的n-TiO2电极能提高光电流,并催化溶液中铈(III)的光氧化反应.本文对这两种催化反应的机理进行了讨论.     

次亚磷酸根离子在铂电极上氧化的机理研究(英文)

用SNIFTIRS和循环伏安法研究次亚磷酸根离子在多晶铂电极上的电氧化机理 .分析了0 .5mol/LH2 SO4 + 0 .1mol/LNaH2 PO2 溶液中原位红外反射谱图与Pt电极电位的关系 ,发现次亚磷酸根离子在Pt上发生解离吸附 ,其氧化产物是H3 PO4 ,不同于在Ni上的氧化产物H2 PO- 3 ,据此提出了酸性溶液中次亚磷酸根离子在Pt上氧化机理的新看法     

Photoinduced electron transfer reactions at methylene blue adsorbed nafion and clay coated electrodes

Nafion and montmorillonite clay adsorbed methylene blue coated onto platinum electrode were prepared. These dye modified electrodes were used as photoelectrodes in a photogalvanic cell in the presence of Fe²⁺ ions. The photoelectrochemical investigations showed that the dye coated electrodes behaved as cathode upon irradiation whereas the plain platinum electrode dipped in a homogeneous solution containing methylene blue and Fe²⁺ ions behaved as anode. It is suggested that the intermediate complex formed between the photoreduced methylene blue and ferric ion lead to the reductive reaction at the coated electrode.     

Morphology of nanostructured platinum in mesoporous materials-effect of solvent and intrachannel surface

An intrachannel surface of host silica was functionalized through the reaction of surface silanol groups with silanes to generate a monolayer of positively charged groups, and together with the strongly adsorbed and negatively charged PtCl6(2-), resulting in nanostructured platinum-mesoporous silica composites. The highly dispersed Pt nanoparticles and nanonetworks are fabricated from (CH3O)3Si(CH2)3N(CH3)3+Cl- functionalized mesoporous silica MCM-48 with H2PtCl6 in ethanol and water solvent, and characterized by PXRD, XAS, TEM, and N2 adsorption. The solvent of H2PtCl6 solution is found to affect the mobility of Pt precursors and the resulting morphology of nanostructured metallic Pt. The effect of the intrachannel surface properties on the incorporation and the morphology of nanostructured Pt on the deposition of Pt(NH3)4Cl2 and H2PtCl6 on Al-doped or C-coated mesoporous silica MCM-41 is also studied relative to that on pure silica MCM-41.     

Pt/巯基乙酸/玻碳电极的表面形貌与电催化性能

以巯基乙酸为偶联层在玻碳(GC)电极上组装 Pt纳米颗粒, 得到Pt /巯基乙酸/GC电极, 利用扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)研究了不同条件下复合电极的表面形貌和电化学性能. 研究结果表明, 巯基乙酸在GC电极表面具有特性吸附, 形成了具有一定致密性的吸附层. 在0.5 mol/L H2SO4+1.0 mol/L CH3OH溶液中, 组装19 h的复合电极对甲醇氧化表现出较好的电催化性能.     

Irreversible and reversible formation of a [2]rotaxane containing platinum(II) complex with an N-alkyl bipyridinium ligand as the axis component

An N-Alkyl bipyridinium having a polymethylene chain and a bulky aryl group at the end, [4,4'-bpy-N-(CH2)10OC6H(3)-3,5-tBu2]Cl (Cl), reacts with K[PtCl3(dmso)] to produce the Pt complex with the N-alkyl bipyridinium ligand [Cl2(dmso)Pt{4,4'-bpy-N-(CH2)10OC6H(3)-3,5-tBu2}][PtCl3(dmso)] as a 6:1 mixture of trans and cis isomers ([trans-][PtCl3(dmso)] and [cis-][PtCl3(dmso)]). Addition of alpha-cyclodextrin (alpha-CD) to a solution of Cl in dmso-d6/D2O (3:1) forms [2]pseudorotaxane [{4,4'-bpy-N-(CH2)10OC6H(3)-3,5-tBu2}.(alpha-CD)]Cl (Cl) which is equilibrated with Cl and alpha-CD in solution. The reaction of K[PtCl3(dmso)] with Cl affords the [2]rotaxane [trans-Cl2(dmso)Pt{4,4'-bpy-N-(CH2)10OC6H(3)-3,5-tBu2}.(alpha-CD)][PtCl3(dmso)] ([trans-][PtCl3(dmso)]) which contains alpha-CD and [trans-][PtCl3(dmso)] as the cyclic and axis components, respectively. Dissolution of a mixture of [trans-][PtCl3(dmso)], [cis-][PtCl3(dmso)] and alpha-CD in dmso-d6/D2O (3:1) forms a mixture of the rotaxanes containing [trans--d6][PtCl3(dmso)] and [cis--d6][PtCl3(dmso)]. The reaction involves partial dissociation of the bipyridinium from Pt of [trans-][PtCl3(dmso)] or [cis-][PtCl3(dmso)] to yield [PtCl3(dmso)] and formation of pseudorotaxane with alpha-CD, followed by recoordination of the bipyridinium to the Pt. The reversible formation of the Pt-N coordination bond is studied in a dmso solution of the N-butyl compounds [trans-Cl2(dmso)Pt{4,4'-bpy-N-nBu}][PtCl3(dmso)] ([trans-][PtCl3(dmso)]).