實驗課件電化學循環(huán)伏安法

電化學循環(huán)伏陳艷中國科技大學化學物理合肥微尺度物質科學國 原子分子

： 地址： ：e‐mail: e-mail: 電化學測量以及循環(huán)伏安法1.表1.表征電極基底的結構和組

固/液界面(電極/溶液界液體體確定電極的活性面4.判斷反應的可逆電催化劑4.判斷反應的可逆鑒定體相和表面電荷轉移過判斷溶液中的反應物使用循環(huán)伏安的注意事實驗的目的與內(nèi)

固體電極體

電極反應的典型途

電化學反應的能 One電 溶 電 溶 學過程的規(guī)④

溶液深

電極上施加電位時，溶液中物種的能級EOR不

整個過程

陽極極化任何電極過程必須包括①、④、⑦三個步任何電極過程必須包括①、④、⑦三個步

電極表面薄層

均相反應主導地位的電極過

三電極工作體 化反應體系是電流、電極電勢，反應物濃度和反應時間的體系.

極化電流經(jīng)過WE‐CE回路

Cyclicpotential

Resultingcyclic②界面上進行的③①對

掃描速度 106掃描的起始電位，電位上、下

電化學電位譜，表征 位時發(fā)生的電極過

PtOH/OHePtH

電化學測量以及循環(huán)伏安法1.表1.表征電極基底的結構和組確定電極的活性面4.判斷反應的可逆電催化劑4.判斷反應的可逆鑒定體相和表面電荷轉移過判斷溶液中的反應物

使用循環(huán)伏安的注意事實驗的目的與內(nèi)Pt的三個低指數(shù)晶面的

Ccm2剛好是滿單層吸附，多晶鉑電極多晶鉑電極/1MKOH的循環(huán)伏安曲線，測量條件通N2除O2，20℃和100mVs‐1可逆，氧的吸附是不可0.5MH2SO4溶液中，通N2面氫吸附區(qū)的循環(huán)伏安曲線:50mV

表 22coolingin coolinginH22表

(FCC

the newith(111)

the(100) newith(111)coolingin coolingin 不同晶面取向電極基底的結構表征的循環(huán)伏安表VoltammetricprofilesofselectedPt(hkl)electrodesinthe[110]zone0.5MH2SO4.Scanrate:50mVs‐1.Onlythepositivescanis

電化學測量以及循環(huán)伏安法.表.表確定電極的活性面.判.判PtOHformationonPt(111)issupressedbyIr-OH,theeffectsonHadsorptionisnotappreciable

鑒定體相和表面電荷轉移過判斷溶液中的反應物使用循環(huán)伏安的注意事實驗的目的與內(nèi) pc‐Pt/0.5M

H‐UPD方 H surfaceformationand

H

A=

00 1

υ005I-

ii/0

H

F.Nartetal.Electrocatalysis,ChapterT.Biegleretal. .Chem.29,Q.S.Chenetal.Electrochim.Acta2010insurface

ii/0

o oHqS=195,200,210/220/230μCHA=1.27/1.21/1.16HandbookofFuelCells,Vol.2,Chap.AQH,0HqSH

H

105II0 4 4E/VvsRHE

210Ccm21.38納米催化劑活性面積確定的相關參考文2011,2,Y.X.Chenetal.DeterminingtheActiveSurfaceAreaofVariousPtElectrodeswithDifferentRoughnessandDispersion,Electrocatalysis2011,2,

電化學測量以及循環(huán)伏安法1.表征電極基底1.表征電極基底的結構和組Y.‐X.Chenetal.,DeterminationoftheRealSurfaceAreaofPalladiumElectrode, J.ChemicalPhysics,2010,5,543.F.C.NartandW.Vielstich,Normalizationofporousactivesurface,HandbookofFuelCells,Vol.2,Chap.21S.TrassatiandO.Petrii,Realsurfaceareameasurementinelectrochemistry,PureandAppliedChemistry,1991,63,711

確定電極的活性面4.判斷反應的可逆電催化劑4.判斷反應的可逆鑒定體相和表面電荷轉移過判斷溶液中的反應物使用循環(huán)伏安的注意事實驗的目的與內(nèi)

electrodesofthe[110]zonein0.5MH2SO4.Curvesarenormalisedbytheabsolutevalueofjlim.Scanrate:50mVs1;rotationrate:1600rpm.Linearelectrodesofthe[110]zonein0.5MH2SO4.Curvesarenormalisedbytheabsolutevalueofjlim.Scanrate:50mVs1;rotationrate:1600rpm.

2/0.%CO的混合物在不同催化劑上的氧化活 PtH2OPtOHadH COOHadCO2H

H2 2H電化學測量以及循環(huán)伏安法1.表征電極基底1.表征電極基底的結構和組

EpEp/2E1/2與掃速

掃速增確定電極的活性面4.判斷反應的可逆電催化劑4.判斷反應的可逆

idnFAc D 對平面擴散O鑒定體相和表面電荷轉移過O判斷溶液中的反應物

nF

cD1/Randles-SevcikRandles-SevcikD：cms, -:Vs,c:-1O使用循環(huán)伏安的注意事實驗的目的與內(nèi)

OOPt

A 電化學測量以及循環(huán)伏安法1.表征電極基底1.表征電極基底的結構和組確定電極的活性面4.判斷反應的可逆電催化劑4.判斷反應的可逆

電jnFk鑒定體相和表面電荷轉移過判斷溶液中的反應物使用循環(huán)伏安的注意事

idnFAc

電物種來自電極表面附Pt /Pt /OH PtH2

物種由體相溶液中擴散到電極表

電化學測量以及循環(huán)伏安法.表.表確定電極的活性面.判.判濃度極化濃度極化反應粒子不斷在電極上消耗伴隨出現(xiàn)減緩濃度變化的擴散和對流傳質

鑒定體相和表面電荷轉移過判斷溶液中的反應物使用循環(huán)伏安的注意事實驗的目的與內(nèi)循環(huán)伏安曲線的形狀對電解質溶液的組成也非常敏

溶液中的微量氧的存 0.5MH2SO4溶液中循環(huán)伏安曲線；(a)慢速電勢掃描(v30mVs‐1)時的情形：上快速電勢掃描，=1Vs‐1的復雜電極反應的鑒 復雜電極反應的鑒金屬的溶解過程及隨后鈍化層形成過程的伏安曲線(EF代Flade電勢，jR為鈍化區(qū)的殘余電流密度電化學測量以及循環(huán)伏安法

1.表征電極基底的結構和1.表征電極基底的結構和組Rf確定電極的活性面4.判斷反應的可逆電催化劑4.判斷反應的可逆鑒定體相和表面電荷轉移過

iiC

判斷溶液中的反應物

idqdCdEEpzcCdEE 使用循環(huán)伏安的注意事

實驗的目的與內(nèi)

雙電層充電電流并非常數(shù)，隨著C和掃速估算法拉第電流必須扣除充電電流

溶液中未補償?shù)臍W姆電阻的干 dEddEREEd

u

[Fe(CN)6]3-+e反應本身可逆性非常 EpEaEc59/n別把歐姆

利用恒電位儀的正反饋補償誤認

電極表面吸 化 E為實際加在工作電極上的電勢，E是信號發(fā)生器所輸出的電EEd

dE