电化学（中英文）

Pt基合金氧还原催化剂设计的密度泛函理论计算研究

欧利辉, 陈胜利

2013, 19(1): 1-5. doi:10.61558/2993-074X.2936

摘要 ( 3741 )

PDF (1333KB) ( 2754 )

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本文提出以合金形成能、Pt表面偏析能和氧原子吸附能作为依据筛选具有高活性和高稳定性的表面富Pt氧还原合金催化剂. 利用DFT计算对Pt与各种过渡金属形成的合金的热力学、表面化学和电子性质进行了系统研究，在此基础上预测Pt-V，Pt-Fe，Pt-Co，Pt-Ni，Pt-Cu，Pt-Zn，Pt-Mo，Pt-W等合金可能具有好的氧还原催化活性和稳定性. 所预期的大部分催化剂已有文献研究结果支持. 另外，Pt-Zn和Pt-Mo体系目前报道尚不多，值得进一步的细致研究.

电化学表面增强红外光谱技术进展

阳耀月, 张涵轩, 蔡文斌

2013, 19(1): 6-16. doi:10.61558/2993-074X.2094

摘要 ( 3303 )

PDF (6532KB) ( 5112 )

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本文主要介绍了近年作者课题组在电化学衰减全反射表面增强红外光谱技术上的研究进展，包括硅柱窗口反射面上各种膜电极的湿法制备、宽频检测复合红外窗口和内、外反射可切换光谱池的设计与构建.

表面等离子体共振光谱技术与电化学方法联用及其应用

包宇, 毛燕, 王伟, 李正刚, 牛利

2013, 19(1): 17-28. doi:10.61558/2993-074X.2937

摘要 ( 3708 )

PDF (9367KB) ( 2910 )

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表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）技术是利用金属薄膜光学耦合产生的物理光学现象建立的一种非常灵敏的光学分析手段. 近年发展的电化学表面等离子体共振（Electrochemical Surface Plasmon Resonance，EC-SPR）是将时间分辨表面等离子体共振光谱技术与电化学方法联用的一种新技术. 本文介绍了SPR和EC-SPR的基本原理，并重点阐述了时间分辨SPR光谱技术与电化学方法联用及应用，该技术已广泛地应用于反应动态过程研究、生物化学传感器、电极/溶液界面的表征、动力学常数的测定以及生物分子相互作用等领域.

“电极/溶液”界面的椭圆偏振测量技术研究进展

雷惊雷, 吴良柳, 李凌杰, 巫生茂, 张胜涛

2013, 19(1): 29-36. doi:10.61558/2993-074X.2095

摘要 ( 2521 )

PDF (776KB) ( 1442 )

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椭圆偏振测量技术是通过解析偏振光束在界面上或薄膜中反射或透射时偏振状态的变化，获取界面或薄膜的厚度、复折射率等性质的一种光学方法，是一种高灵敏度、非破坏性的原位实时表征技术，被广泛应用于“电极/溶液”界面的研究. 本文简要介绍了椭圆偏振测量技术的基本原理及其最新发展，并着重评述了能源电化学、材料电化学、电分析与生物电化学等领域中，应用椭圆偏振测量技术研究“电极/溶液”界面的现状.

甘氨酸修饰的Pt(111)电极上的氧还原

李明芳, 康婧, 廖玲文, 陈艳霞, 叶深

2013, 19(1): 37-42. doi:10.61558/2993-074X.2096

摘要 ( 2874 )

PDF (2731KB) ( 1973 )

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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SO₄^2-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.

α型和β型PbO₂正极的充放电性能的比较

崔聪颖, 马学美, 孔德龙, 马厚义

2013, 19(1): 43-52. doi:10.61558/2993-074X.2938

摘要 ( 3876 )

PDF (7802KB) ( 2505 )

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利用化学合成法分别制得α-PbO2和β-PbO2样品，采用XRD、SEM表征与观察两种不同晶型的PbO2样品. 由两种晶型PbO2粉末做成铅酸电池的活性正极，采用循环伏安、恒电流充放电以及电化学阻抗谱等电化学方法研究了其电化学性能. 结果表明，α-PbO2电极的放电容量较低，β-PbO2电极的放电容量较高，两种晶型PbO2粉末按不同配比制成复合电极有利于提高铅酸电池正极的充放电性能.

离子交换-电沉积法制备高Pt利用率多孔电极

陈四国, 丁炜, 齐学强, 李莉, 邓子华, 魏子栋

2013, 19(1): 53-58. doi:10.61558/2993-074X.2097

摘要 ( 2811 )

PDF (8364KB) ( 1731 )

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采用离子交换-电沉积的方法(Ion-exchange/electrodeposition，IEE)制备了一种高Pt利用率催化电极，对所制备电极的表面形貌、催化活性及单电池性能用线性扫描伏安(LSV)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和单电池测试进行了表征. 结果表明，通过电极制备工艺和离子交换-电沉积参数的调控，能够消除碳载体表面官能团的影响，使铂阳离子只与全氟磺酸树脂(Nafion)上的H⁺进行交换. 在无铂离子的电解质中，将被交换的铂阳离子还原到与Nafion接触的碳载体上，使每一个铂纳米粒子都处于气体多孔电极的三相界面上，有效地调控铂纳米粒子的尺寸和分散度. 单电池测试表明，以铂载量为0.014 mgPt•cm^-2的IEE电极组装的电池的输出功率与铂载量为0.3 mgPt•cm-²的Nafion粘接Pt/C电极相当.

不同掺杂元素的钛基PbO₂电极对苯酚电催化氧化性能的影响

刘晓蕾, 丹媛媛, 陆海彦, 林海波, 欧阳明丽, 袁传军

2013, 19(1): 59-64. doi:10.61558/2993-074X.2098

摘要 ( 2439 )

PDF (5286KB) ( 1743 )

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本文在SnO₂-Sb₂O₅氧化物为中间层的钛基体上，采用电沉积法制备了无掺杂的Ti/PbO₂、掺杂F的Ti/PbO₂（Ti/PbO₂+F）和掺杂纳米Co₃O₄粒子的Ti/PbO₂电极（Ti/PbO₂+Nano-Co₃O₄）. 用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析和观察了电极材料的组成、结构和形貌，并通过电化学方法研究了这三种电极对苯酚的电催化氧化性能. 结果表明，Ti/PbO₂+F电极的析氧电位较Ti/PbO₂电极的发生明显正移，但其苯酚的氧化峰和析氧峰并不能分开；而Ti/PbO₂+Nano-Co₃O₄电极虽然其析氧电位负移，但对苯酚的氧化峰出现在析氧峰之前. 这一结果表明，体系存在着某种反应特别快的瞬态中间体，即在水分子被解离之前已与苯酚发生了反应，从而更有利于苯酚的转化和降解.

原子层沉积技术制备高性能低铂载量燃料电池膜电极

舒婷, 廖世军, 谢建德, 苏艾

2013, 19(1): 65-70. doi:10.61558/2993-074X.2099

摘要 ( 3002 )

PDF (10637KB) ( 1527 )

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应用原子层沉积技术在碳材料复合电极基体上制备了低铂载量的高性能膜电极. 将碳载体（XC-72R）与聚四氟乙烯乳液均匀混合后涂布在碳纸上，在马弗炉中350 °C烧结，构成复合电极的基底，然后采用原子层沉积技术将铂活性组分沉积在电极基底上制得膜电极的阳极，将该阳极与经过预处理的质子交换膜及阴极压合即得膜电极. 由扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和循环伏安（CV）等分别表征该电极，单电池测试膜电极的性能. 结果表明，活性组分在阳极中高度分散，膜电极具有良好的稳定性. 膜电极的最大功率密度可达3.34 kW.(gPt)^-1，是商业催化剂常规方式下制备的膜电极的1.76倍. 以本文方法制得的膜电极具有铂载量低、单位质量铂的能量密度高等特点，有望在燃料电池领域应用.

Na₂CO₃对TiO₂纳米管电极表面光电化学水分解反应的催化作用研究

孔德生, 王静, 张学迪, 赵曦, 王超, 冯媛媛, 李文娟

2013, 19(1): 71-78. doi:10.61558/2993-074X.2100

摘要 ( 2345 )

PDF (6941KB) ( 1948 )

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光生载流子在半导体/溶液界面处发生的表面复合过程，是制约半导体光电极体系光-电转化效率提高的关键因素之一. 本文利用光电流测量和交流阻抗等技术，初步研究了Na₂CO₃对TiO₂纳米管电极表面光电化学水分解反应的催化作用，并对“TiO₂/溶液”界面处与阳极析氧有关的光生电荷传输过程及特点进行了探讨. 结果表明，在0.5 mol•L^-1 NaClO₄溶液中加入少量的Na₂CO₃（1 mmol•L^-1），能够显著促进光生空穴穿过TiO₂/溶液界面向溶液中的传输，有效地抑制光生载流子的表面复合过程，从而相应地增大外电路的光电流，提高TiO₂光电极体系的光-电转化效率.

一些电化学交流阻抗复数平面图旋转的物理意义

吴秉亮

2013, 19(1): 79-82. doi:10.61558/2993-074X.2101

摘要 ( 2526 )

PDF (563KB) ( 2153 )

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本文讨论了电化学交流阻抗图中图形旋转的物理意义. 电化学体系等效电路中的电容基本上属复数电容，由此推导出在这个假设下的阻抗极坐标公式，及其参数的数学表达式. 实际上此表达式与很多电化学体系的实际阻抗谱相符，如：实际测量的理想极化电极的阻抗图并不是平行于虚轴的一条直线，而是其与实轴的交点顺时钟旋转了α角的直线，这时α=arctgC"/C'，即双层电容的耗散角；与RC并联电路有关的半圆阻抗图几乎都有同一方向的α角旋转，其值等于相关电容的耗散角. 若明确了旋转的物理意义，由电化学阻抗谱拟合得到的参数均可表征体系的性质，这对于寻求某些特殊性能的电池体系将是有用的.

Pt-Mo2C/GC催化甲醇氧化的现场电化学-红外光谱研究

黄海萍, 姚希宇, 沈培康

2013, 19(1): 83-88. doi:10.61558/2993-074X.2939

摘要 ( 3588 )

PDF (1463KB) ( 2018 )

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应用离子交换法制备了40% Pt在-Mo2C/GC上的电催化剂. X射线衍射(XRD)显示，Pt在Mo2C载体上有较好的分散度，平均粒径为3 nm.循环伏安、计时电位测试表明，酸性溶液中,Pt-Mo2C/GC具有良好的甲醇氧化性能. 其催化甲醇氧化的起始电位比Pt/C的负移了90 mV. 这一优异性能与Pt和载体Mo2C之间的协同作用有关. 现场红外光谱电化学测量显示，甲醇在Pt/C电极氧化的中间产物是桥式吸附COB和线性吸附COL，而在Pt-Mo2C/GC电极则未检测到有害中间产物CO，其氧化终产物均为CO2.

四氧化三铁/碳的制备与电化学性能研究

蔡俊杰, 姚姝, 李泽胜, 孟辉, 沈培康

2013, 19(1): 89-92. doi:10.61558/2993-074X.2940

摘要 ( 4482 )

PDF (5686KB) ( 2394 )

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应用共沉淀法并以原位聚合苯胺包覆四氧化三铁作碳源制备四氧化三铁/碳的复合材料.XRD、SEM、TEM 等测试显示，样品中四氧化三铁纳米颗粒（40 ～ 80 nm）均匀的分散在无定形碳的内部.在50 mA?g-1 的电流密度下，经过30循环充放电测试，该材料的容量仍保持在1000 mAh?g-1左右.

近期热点文章

庄林

2013, 19(1): 93-94.

摘要 ( 1420 )

PDF (765KB) ( 1227 )

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