电化学（中英文）

表面增强拉曼光谱研究吸附电位对CO在Pt电极上氧化行为的影响

张普, 卫怡, 郑勇力, 陈艳霞, 田中群

2015, 21(4): 305-311. doi:10.13208/j.electrochem.150309

摘要 ( 1032 )

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预吸附电势对CO在Pt上的氧化行为有重要影响. 在电势低于0.3 V（vs. RHE）下，预吸附的CO单层在Pt电极上0.4 V就开始氧化，并会在0.6 V左右出现1个较小的氧化峰，即所谓的“氧化前峰”，而在双电层电位区间饱和吸附的CO只有当电势正于0.6 V才氧化

尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料首周充放电过程的结构与动力学研究

王琴, 周丽丽, 沈重亨, 王琪, 黄令, 李君涛, 孙世刚

2015, 21(4): 312-318. doi:10.13208/j.electrochem.150325

摘要 ( 1072 )

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以NaOH为沉淀剂，采用共沉淀法制备尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料，使用X-射线衍射（XRD）、傅里叶转换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）分析材料结构与表面形貌. 结果表明，该材料属于空间群的无序尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料，由八面体粒子团聚成3 ~ 6 μm的大粒子. 恒电流充放电结果显示，材料在0.1C倍率下首周放电比容量为121.5 mAh·g^-1，经过150周充放电后，材料比容量无明显衰减，其容量保持率为99%. 用PITT和原位XRD联用技术研究了充放电过程中材料的结构与锂离子扩散系数之间的关系. PITT法测得材料中锂离子的扩散系数为10^-10 ~ 10^-11 cm²·s^-1.

碱性体系中金电极表面硫氰根离子的宽带和频光谱研究

徐媚, 王静静, 皇甫至超, 王瑛, 何玉韩, 王朝晖

2015, 21(4): 319-325. doi:10.13208/j.electrochem.150413

摘要 ( 1034 )

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本文使用宽带和频光谱研究不同电位下碱性溶液中多晶金电极表面硫氰根离子（SCN^-）的吸附行为. 在-1.1 V ~ 0.2 V（vs. SCE），C—N伸缩振动的Stark斜率的变化表明，随着电位正移，SCN^-在金电极表面从N端吸附变为S端吸附. 在较正电位下，C—N伸缩振动具有Fano线型. 这是因为金的费米能级随电位的正移而降低，和频过程中金的电子跃迁方式从带内跃迁（sp→sp）变为带间跃迁（d→sp），造成金基底与表面吸附SCN^-和频信号的相对相位改变. 实验表明，通过研究和频光谱线型随电位的变化可以获取电极表面电子能级相对位置的信息.

Mn₃O₄/石墨烯复合材料的制备与电化学性能研究

杨姗姗, 张倩, 林雄贵, 郑明森, 董全峰

2015, 21(4): 326-331. doi:10.13208/j.electrochem.150414

摘要 ( 978 )

PDF (1290KB) ( 919 )

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本文以氧化石墨烯（GO）溶液为氧化剂，采用水热法使GO直接氧化Mn(Ac)₂制备Mn₃O₄/石墨烯复合材料，并通过在制备过程中加入氨水提高了复合材料中GO的还原程度与Mn₃O₄颗粒的分散性. 制得的Mn₃O₄/石墨烯复合材料表现出优异的电化学性能. 在0.5 A·g^-1的电流密度下复合材料质量比容量可达到850 mAh·g^-1，0.5 A·g^-1时充放电循环测试200周容量保持率为99%.

钠离子电池Na₂MnSiO₄正极材料的合成、结构及其电化学性能研究

李首顶, 郭江淮, 谢勇, 宓锦校, 杨勇

2015, 21(4): 332-335. doi:10.13208/j.electrochem.150422

摘要 ( 1376 )

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首次采用溶胶-凝胶法制备Na₂MnSiO₄/C纳米复合正极材料. X射线衍射（XRD）和Rietveld结构精修结果表明,合成的Na₂MnSiO₄材料为单斜晶系、Pn空间群. 红外光谱（FTIR）结果证实材料中不含有Na₂SiO₃和SiO₂等杂质. 电化学测试结果表明，该材料在1 mol·L^-1 NaClO₄/PC电解液中，电流密度为14 mA·g^-1、电压范围为1.5 ~4.2 V（vs. Na⁺/Na）测试条件下，其首次可逆放电比容量高达113 mAh·g^-1.

嵌段共聚物模板法一步制备WC/C基底电极材料

郎小玲, 江叶坤, 施梅勤, 康凌之, 马淳安

2015, 21(4): 336-343. doi:10.13208/j.electrochem.150415

摘要 ( 1030 )

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以酚醛树脂作为碳源，采用嵌段共聚物模板法一步制备新型有序介孔碳化钨/碳（WC/C）纳米颗粒. WC/C颗粒的比表面积为414 m²·g^-1，表面的平均孔径约为38 nm，处于介孔范围内（2 ~ 50 nm）. 通过调节树脂预聚时间以及碳化温度等条件制备出结构形貌较优的WC/C复合材料，并探讨了材料形成机理. 使用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜及氮气吸脱附等方法表征了复合材料的结构. 将贵金属铂负载于WC/C表面制备得新电催化材料Pt-WC/C，使用循环伏安法和计时电流法对Pt-WC/C复合材料的电化学性能进行检测，并与商用碳载铂（Pt/C）材料进行对比. 测试结果发现，Pt-WC/C对甲醇的电催化活性以及稳定性等方面都表现出优于商用Pt/C材料的活性，这主要归功于碳化钨高度分散于碳表面.

电化学法控制聚吡咯/α-磷酸锆/碳毡电极去除水中低浓度铅离子

陈如意, 张朋乐, 廖森梁, 李馨然, 王忠德, 郝晓刚

2015, 21(4): 344-352. doi:10.13208/j.electrochem.150210

摘要 ( 843 )

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采用循环伏安法在水相中制备了电活性聚吡咯/α-磷酸锆（PPy/α-ZrP）有机-无机杂化膜，通过FT-IR、XRD、XPS对电活性PPy/α-ZrP杂化膜进行表征. 将制备在碳毡（PTCF）基体上的电活性PPy/α-ZrP膜电极（聚吡咯/α-磷酸锆/碳毡电极，PPy/α-ZrP/PTCF）用于电控离子交换去除废水中的铅离子. 通过对PPy/α-ZrP膜电极施加氧化还原电位来调节电活性组分PPy/α-ZrP的氧化还原状态，使废水中的铅离子能够快速置入和释放. 在10 mg·L^-1的Pb(II)水溶液中，膜电极对铅离子的去除效率为单纯离子交换的1.8倍，膜电极的吸附量为单纯离子交换的2倍，表明该膜电极在电控离子交换条件下对铅离子具有较强的去除效率和更高的吸附容量. 吸附过程符合准二级动力学模型，电控离子交换的准二级吸附速率常数k₂（0.6142 g·mg^-1·h^-1）明显高于单纯离子交换（0.2632 g·mg^-1·h^-1).

乙炔电催化氧化制备草酸的机理研究

宋秀丽, 贾瑞龙, 董文燕, 梁镇海

2015, 21(4): 353-361. doi:10.13208/j.electrochem.150211

摘要 ( 1476 )

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选择铂为电极电催化乙炔合成草酸，通过紫外-可见分光光度法和红外光谱法对产品进行表征，利用第一性原理计算方法探讨乙炔在催化剂Pt(111)表面的吸附情况，采用循环伏安法（CV）研究铂电极在硫酸钠溶液中氧化乙炔的电极过程，重点测定电极的稳态极化曲线并根据极化曲线推算塔菲尔斜率，结合表观传递系数及反应级数对拟定的乙炔电催化氧化制备草酸的反应机理进行验证. 实验结果表明，乙炔分子在Pt(111)面上呈平行桥键构型时吸附最稳定；铂电极在含体积分数为2%丙酮的0.4 mol·L^-1硫酸钠溶液中可将乙炔电催化氧化为草酸；反应的速率控制步骤为

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利用EQCM研究铅电极在硫酸和硫酸钠溶液中的反应机理

邹献平, 康宗轩, 黄毓岚, 舒东, 钟雅云, 郝俊南, 廖雨清

2015, 21(4): 362-367. doi:10.13208/j.electrochem.150126

摘要 ( 1247 )

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使用电化学线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)和电化学石英晶体微天平(EQCM)方法研究了硫酸和硫酸钠溶液中铅电极表面的反应过程. 伏安曲线和电极表面质量变化结果分析表明，从-1.0 V到-0.4 V正向扫描时，铅在硫酸溶液中生成两种氧化产物，在-0.87 V时生成硫酸铅，在-0.73 V时生成PbO·PbSO₄，然后PbO·PbSO₄转化成硫酸铅，而铅在硫酸钠中的氧化产物只有硫酸铅. 因此，酸性溶液是PbO·PbSO₄形成的必要条件，这进一步揭示了铅酸电池的负极放电机理，也为铅酸电池负极反应过程提供了新的研究方法.

Pd-Sb/C复合纳米催化剂对甲酸电催化氧化的性能研究

王龙龙, 曹晓璐, 王亚骏, 平金豪, 李巧霞

2015, 21(4): 368-374. doi:10.13208/j.electrochem.141124

摘要 ( 973 )

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以柠檬酸三钠为稳定剂，硼氢化钠为还原剂，制备了碳载型的Pd-Sb复合纳米催化剂（Pd-Sb/C），通过调制不同Pd:Sb摩尔比研究了其对甲酸电催化性能的影响. TEM结果表明，合成的纳米颗粒粒径较小且均匀分散在碳载体表面. XRD和XPS测试表明，Pd-Sb/C中少量的单质态Sb(0)高度分散在Pd颗粒中或表面，形成合金化程度较低的PdSb合金. 电化学测试表明，当Pd:Sb = 20:1时，合成的催化剂对甲酸的催化效能最佳. 与合成的Pd/C和商业Pd/C相比，Pd-Sb/C(20:1)的电流密度分别是Pd/C的2.6倍、商业Pd/C的4.2倍. Pd-Sb/C的整体催化性能得到改善主要归因于适量的单质态Sb(0)引入到Pd中，诱导产生电子效应和“双功能”效应，一方面减小Pd与CO毒性物种之间的吸附作用，另一方面促使Pd表面吸附的CO快速氧化，提高了Pd-Sb/C催化剂的抗CO中毒能力，使得Pd-Sb/C催化剂的整体催化性能得到改善.

添加碳纳米管对钌铱锡氧化物阳极性能的影响

廉锋, 辛永磊, 马伯江, 许立坤

2015, 21(4): 375-381. doi:10.13208/j.electrochem.141219

摘要 ( 1134 )

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本文采用热分解法制备Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极，运用TGA、SEM、EDS、循环伏安、电化学交流阻抗、极化曲线以及强化电解寿命测试方法，探讨添加不同含量碳纳米管（CNTs）对Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极的影响规律. 热重分析和阳极能谱数据表明，在烧结温度470 ^oC条件下CNTs未发生高温氧化分解，仍以单质形式存在阳极涂层中. 与对比样品相比，涂层表面裂纹增多，但仍保持典型形貌. 添加CNTs显著改善了Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极的电化学性能，增大了阳极的活性表面积，减小了涂层内部电阻，提高了阳极析氯电催化活性，析氯电位增加缓慢，阳极强化电解寿命也得到明显延长. 其中，添加0.1 g·L^-1 CNTs的Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极电催化活性和稳定性最优.

尖晶石型LiMn1.9Al0.1O3.95F0.05材料的制备及其增强的倍率性能

胡俊艳, 王蒙蒙, 刘洪涛

2015, 21(4): 382-386. doi:10.13208/j.electrochem.150113

摘要 ( 1106 )

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通过溶胶-凝胶和高温固相掺杂反应可控合成了形貌均匀、结晶性好的尖晶石型LiMn_1.9Al_0.1O_3.95F_0.05正极材料，探究了Al部分取代Mn、F部分取代O后对结构的影响，测试并比较了电极材料的倍率性能和循环充放电性能. 结果表明，尖晶石型LiMn_1.9Al_0.1O_3.95F_0.05和LiMn₂O₄有同样的晶型，但电极较传统的LiMn2O4电极倍率稳定性有显著提高. 在连续混合（如0.1C、0.5C和1C）充放电150次后，LiMn_1.9Al_0.1O_3.95F_0.05电极的容量仍能保持90%以上.

二氟草酸硼酸钠作为电解液添加剂对石墨负极性能的影响

姚洋洋, 刘冬冬, 王莉, 何向明, 李建军, 张鼎

2015, 21(4): 387-392. doi:10.13208/j.electrochem.150430

摘要 ( 1516 )

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锂离子电池日益广泛的应用对其性能提出越来越高的要求，而在电解液中加入适当的添加剂能够显著提升电极材料的电化学性能. 本文首次在1 mol·L^-1 LiPF₆/EC + DMC + EMC（体积比1:1:1）的电解液中添加一定量的二氟草酸硼酸钠(NaDFOB)，并通过循环伏安（CV）、电化学阻抗图谱（EIS）和扫描电子显微镜（SEM）等分析考察了其对石墨负极材料性能的具体影响. 结果显示，添加NaDFOB的电解液显著提高了石墨材料在常温下的可逆充放电容量和循环性能，同时明显改善了石墨材料的高温循环性能. 其机理在于NaDFOB的阴阳离子同时参与了石墨表面固体电解质界面膜（SEI）的形成，形成高稳定性的电解液/电极界面.

四种晶型MnO₂超级电容器电极材料的电化学性能研究

危震坤, 华小珍, 肖可, 周贤良, 叶志国

2015, 21(4): 393-398. doi:10.13208/j.electrochem.150408

摘要 ( 1232 )

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用尽量简便的方法制备出δ、α、β及γ型4种MnO₂粉末. 通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FSEM）、热重分析（TGA）与比表面积测试（BET）等方法对样品粉末性质进行分析，并对4种不同粉末制成的电极进行循环伏安、恒流充放电及稳定性测试. 结果表明，4种MnO₂都具有良好的电容特性，其中α-MnO₂具有最高的比表面积与孔隙率，故其电极比容量最高，但其大电流放电时的倍率特性较差. 其余3种MnO₂比表面积相当，而β-MnO₂虽然比容量较低，但其简单的孔隙结构使其拥有最好的倍率特性与稳定性.

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庄林

2015, 21(4): 399-400.

摘要 ( 626 )

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