国家自然科学基金(21073176)
- 作品数：5 被引量：9H指数：2
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- 甘氨酸修饰的Pt(111)电极上的氧还原
- 2013年
- 利用单晶旋转圆盘电极技术(Hanging Meniscus Rotating Disk Electrode,HMRD)在硫酸和高氯酸溶液中,分别研究了甘氨酸修饰的Pt(111)电极表面氧分子的电催化还原反应.实验发现:在硫酸溶液中,经甘氨酸修饰的Pt(111)电极表面的氧还原活性明显提高,其中氧还原的半波电位与Pt(111)电极的相比正移约0.1 V,而在高氯酸溶液中,甘氨酸修饰的Pt(111)电极的活性几乎没有发生变化.该实验结果表明:甘氨酸修饰的Pt(111)电极一方面抑制了SO42-在电极表面的吸附,另一方面又能在电极表面提供相邻的空位供氧分子吸附.通过与文献中报道的CN-修饰的Pt(111)电极上的氧还原结果的对比,可以推测甘氨酸修饰的Pt(111)电极表面氧还原活性提高,是由于甘氨酸在Pt(111)表面可能先被氧化成CN-后吸附在电极表面,进而促进了氧分子的电催化还原反应.
- 李明芳康婧廖玲文陈艳霞叶深
- 关键词：氧还原
- Pd/Pt二元合金电极的制备及氧还原性能被引量：1
- 2011年
- 利用Pt置换取代经欠电位沉积的亚单层Cu的方法,制备了不同组成的Pd/Pt二元合金电极(用Pd/Ptx表示,x表示Pt置换取代欠电位沉积Cu过程的次数),并对其表面元素组成和氧还原性能进行了表征.在控制欠电位沉积Cu的下限电位恒定(0.34 V)的条件下,表面Pd/Pt的元素组成比通过重复Pt置换取代欠电位沉积Cu的次数(1～5次)来调控.光电子能谱(XPS)以及红外光谱实验结果表明,Pd/Ptx电极表面的Pd/Pt元素组成比随着Pt沉积次数的增加而增加,对Pd/Pt4电极,在电极表层约2～3 nm厚度内的Pt/Pd原子比为1∶4,最表层的Pt/Pd原子比为4∶1.循环伏安结果显示,随着Pt沉积次数的增加(1～5次),Pd/Ptx电极表面越来越不易氧化.氧还原测试结果显示,随着Pt沉积次数(1～4次)的增加,Pd/Ptx二元金属电极的氧还原活性依次增加,经过第3次沉积后其氧还原活性已优于纯Pt,而经4次以上沉积后其氧还原活性基本不变.在其它反应条件相同时,Pd/Pt4电极上氧还原的半波电位与纯Pt相比右移约25 mV.可初步认为Pd/Ptx二元金属体系氧还原性能的改善主要源自表层Pd原子让邻近的Pt原子上含氧物种的吸附能降低.
- 方兰兰廖玲文刘少雄蔡俊李明芳陈艳霞
- 关键词：燃料电池
- 气体电极反应动力学的薄膜旋转圆盘电极方法研究被引量：2
- 2013年
- 薄膜旋转圆盘电极方法是一种常用的评价气体物质在纳米电催化剂上的反应活性的方法,但是在数据分析过程中经常忽视了气体反应物在催化剂层中到活性位点的传质可能对估算的反应动力学参数的影响.本文以氧电极反应为例,使用薄膜旋转圆盘电极研究了不同担载量Pt/C电极的氧还原活性.实验结果表明,根据Koutecky-Levich方程求算相同电位下的"表观动力学电流密度"(对Pt活性面积归一化的mA/cm2Pt)或比质量电流(mA/μg Pt)随Pt担载量的减小而增大,说明在估算动力学电流时不能忽略O2在催化剂层中的扩散传质,而气体在催化剂层中的传质与催化剂层的结构、厚度、纳米催化剂的分散度等密切相关.建议在使用薄膜旋转圆盘电极方法来研究纳米催化剂气体电极反应活性时,首先系统考察担载量、分散度与催化剂层厚的影响,然后根据不同担载量催化剂归一化后的动力学电流密度(或比质量电流)-电势曲线是否重合来验证得到的是否是真实的动力学电流,从而得到更为准确的评价结果.
- 廖玲文陈栋郑勇力郑勇力康婧陈艳霞
- 关键词：质子交换膜燃料电池氧还原反应
- 利用K-L方程估算旋转圆盘电极体系反应动力学电流的误差来源分析被引量：7
- 2014年
- 旋转圆盘电极(RDE)体系主要用于低溶解度反应物的电极过程动力学研究.在利用RDE技术研究不可逆电极反应动力学时,人们常利用Koutecky-Levich方程排除传质的影响,从总电流估算反应的动力学电流.由于K-L方程是建立在系统满足稳态扩散模型的基础上,实际运用时如果体系偏离稳态扩散,就有可能对估算的动力学参数造成很大误差.本文以氧气在多晶铂电极上的还原反应为例系统地估算了不同氧气浓度与电极转速下的误差,结果表明低氧气浓度与低圆盘转速的情况不满足稳态扩散条件,若此时仍根据K-L方程利用外推法进行分析,误差可达30%.因此作者建议,在RDE体系中利用K-L方程估算动力学参数时,最好忽略低浓度与低转速下的数据,直接使用较高浓度与较高转速下的数据进行计算与分析.
- 陈微廖玲文何政达陈艳霞
- 关键词：氧还原反应
- 不同pH下多晶Au电极上的氧还原反应
- 2011年
- 利用旋转圆盘电极体系系统研究了不同pH下氧气在多晶Au电极上的还原反应,并计算了不同pH条件及不同超电势范围内的Tafel斜率.研究发现,同在酸性(但是pH不同)或同在碱性(但是pH不同)的介质中氧还原起始电位以及纯粹动力学控制区(电流较小的区域)的氧还原电流几乎不随溶液的pH值而变化.酸性条件下以及碱性条件的高超电势范围内,Tafel斜率接近120mV/dec;而碱性条件的低超电势范围内,Tafel斜率接近60mV/dec.金电极上ORR的活化超电势随着pH值的增加而降低约79mV/pH.初步讨论了pH对氧还原机理和动力学的影响及其内在原因.
- 陈全军郑勇力廖玲文康婧陈艳霞
- 关键词：氧还原反应质子交换膜燃料电池
