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.     

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.     

阴离子特性吸附和Pt(111)电极表面结构对乙二醇解离吸附动力学的影响

运用电化学循环伏安和程序电位阶跃方法研究了阴离子特性吸附和Pt(111)电极表面结构对乙二醇解离吸附反应动力学的影响. 结果表明, 阴离子特性吸附显著影响乙二醇的解离吸附, 在高氯酸介质中(无特性吸附)测得乙二醇解离吸附反应的初始速率vi以及解离吸附物种(DA)的饱和覆盖度均明显大于硫酸溶液(发生SO2-4/HSO-4特性吸附)中的相应值; 其平均速率v随电极电位的变化呈类似火山型分布, 最大值位于0.22 V(vs SCE)附近. 还发现通过不同处理获得的Pt(111)电极的不同表面结构对这一表面过程也具有显著的影响.     

Pt/C电极表面活化处理对乙醇电催化氧化的影响

0引言直接甲醇燃料电池(DMFC)由于其燃料来源丰富、价格低廉、甲醇携带和储存安全方便等独特的优越性而越来越受到重视[1]。但DMFC中常用的阳极Pt催化剂对甲醇氧化的低的电催化活性及易于被甲醇氧化的中间体,吸附态的CO(COad)毒化的问题一直是制约DMFC走向实用化的关键问题[2,3]。由于甲醇分子小,在质子交换膜上有较大的透过作用,并且甲醇具有较高的毒性,所以寻求甲醇的替代燃料也是一直以来被广泛关注的问题[4,5]。乙醇是最简单的链醇分子,相对于甲醇来说,乙醇有很多优点,乙醇基本上没有毒性,来源丰富,价格可与甲醇竞争,能量密度高…     

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     

一种简单的提高Pt/C电极电催化活性的处理方法

一种简单的提高Pt/C电极电催化活性的处理方法;直接甲醇燃料电池;Pt;乙醇;CO;丙酮;四氢呋喃     

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。     

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.     

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.     

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.     

甲醇在铂修饰的氧化钛电极上电催化氧化行为的研究

运用电化学方法评价了电化学阴极还原-阳极氧化两步法制得的以钛为基体的铂修饰的钛氧化物(Pt-TiO_x/Ti)电极对甲醇电催化氧化的性能,结果表明,制得的修饰电极对甲醇氧化呈现了很高的电催化活性和好的稳定性.通过X光电子能谱(XPS)、扫描隧道显微镜(STM)和现场傅立叶变换红外(FTIR)反射光谱等技术,发现修饰电极对甲醇氧化具有高的电催化性能,可归属于纳米级Pt粒子在TiO_x中的高度分散及由于Pt和TiO_x的相互作用,使电极表面对甲醇氧化中间产物CO的吸附量大大降低.     

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.     

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.     

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.     

异黄樟油素在铂电极上吸附和氧化行为的研究

应用循环伏安法(CV)研究非水体系中异黄樟油素在铂电极上的电氧化行为,发现在-0.5V～1.95V电位区间内,CV曲线显示两个氧化峰和一个还原峰,确定了各峰之间的相互关系;同时,研究了异黄樟油素在铂电极上的吸附现象.     

Nanoporous Pt Catalyst Modified by Sn Electrodeposition for Electrochemical Oxidation of Formaldehyde

A nanoporous Pt particles‐modified Ti (nanoPt/Ti) electrode was prepared through a simple hydrothermal method using aqueous H₂PtCl₆ as a precursor and formaldehyde as a reduction agent. The nanoPt/Ti electrode was then modified with limited amounts of tin particles generated by cyclic potential scans in the range of ?0.20 to 0.50 V in a 0.01 mol·L^?1 SnCl₂ solution, to synthesize a Sn‐modified nanoporous Pt catalyst (Sn/nanoPt/Ti). Electroactivity of the nanoPt/Ti and Sn/nanoPt/Ti electrodes towards formaldehyde oxidation in a 0.5 mol·L^?1 H₂SO₄ solution was evaluated by cyclic voltammetry and chronoamperometry. Electrooxidation of formaldehyde on the nanoPt/Ti electrode takes place at a potential of 0.45 V and then presents high anodic current densities due to the large real surface area of the nanoPt/Ti electrode. The formaldehyde oxidation rate is dramatically increased on the Sn/nanoPt/Ti electrode at the most negative potentials, where anodic formaldehyde oxidation is completely suppressed on the nanoPt/Ti electrode. Chronoamperogramms (CA) of the Sn/nanoPt/Ti electrode display stable and large quasi‐steady state current densities at more negative potential steps. Amperometric data obtained at a potential step of 100 mV show a linear dependence of the current density for formaldehyde oxidation upon formaldehyde concentration in the range of 0.003 to 0.1 mol·L^?1 with a sensitivity of 59.29 mA·cm^?2 (mol·L^?1)^?1. A detection limit of 0.506 mmol·L^?1 formaldehyde was found. The superior electroactivity of the Sn/nanoPt/Ti electrode for formaldehyde oxidation can be illustrated by a so‐called bifunctional mechanism which is involved in the oxidation of poisoning adsorbed CO species via the surface reaction with OH adsorbed on neighboring Sn sites.     

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。     

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.     

Dynamics of Electrocatalytic Oxidation of Ethylene Glycol,Methanol and Formic Acid at MWCNT Platform Electrochemically Modified with Pt/Ru Nanoparticles

Comparative electrocatalytic behavior of functionalized multiwalled carbon nanotubes (fMWCNTs) electrodecorated with Pt/Ru nanoparticles towards the oxidation of methanol (MeOH), ethylene glycol (EG) and formic acid (FA) has been investigated. The catalytic current density decreased approximately as MeOH≈EG>FA. Result revealed that BPPGE‐fMWCNT‐Pt/Ru tolerates CO poisoning for FA electrooxidation than when used for the oxidation of the EG or MeOH. Electrochemical impedance spectra are dependent on the oxidation potentials, with equivalent circuit models characteristic of adsorption‐controlled charge transfer kinetics. The results provide important insights into the electrochemical response of these small organic molecules useful in fuel cell technology.