Pt(100)和Pt(110)單晶電極上CN￣和CO吸附與共吸附過程的循環(huán)伏安和原位紅外光譜研究.pdf

1、本論文運(yùn)用電化學(xué)循環(huán)伏安、原位紅外反射光譜等技術(shù)研究了酸性介質(zhì)中CN-與CO在Pt(110)及Pt(100)單晶電極上的共吸附過程，同時(shí)研究了吸附態(tài)CO和溶液相CO在Pt(110)、Pt(100)單晶電極上的電氧化行為，將CO、CN-作為表面探針分子研究了不同結(jié)構(gòu)的Pt電極的表面結(jié)構(gòu)效應(yīng)。主要結(jié)果如下：
　　 1、CN-在開路電位即能穩(wěn)定吸附在Pt(110)、Pt(100)電極表面，且在0.0-0.6V電位區(qū)間，均可觀察到位于2

2、100cm-1附近的CN-a的紅外吸收峰。CN-ad在Pt(110)上相對(duì)穩(wěn)定，可在氫區(qū)發(fā)生緩慢的解離脫附，當(dāng)電位高于0.3V時(shí)，CN-ad氧化生成CO2;而CN-ad在Pt(100)上的行為較為復(fù)雜，當(dāng)電位低于0.15V時(shí)，CN-ad與吸附氫和H3O+離子反應(yīng)生成COL、COM物種，當(dāng)電位高于0.25V，COL、COM即被氧化成CO2，同時(shí)CN-ad開始氧化形成中間體物種OCN-，當(dāng)電位高于0.46V時(shí)，CN-ad開始氧化生成CO2，

3、從而釋放出大部分的鉑表面位。
　　 2、對(duì)比研究了Pt(110)和Pt(100)電極對(duì)吸附態(tài)CO和溶液相CO的電催化氧化性能。研究結(jié)果表明：吸附態(tài)CO及溶液相CO的氧化都是結(jié)構(gòu)敏感的反應(yīng)。在Pt(110)單晶電極上，當(dāng)存在COsol時(shí)，COsol氧化峰電位比COad正移168mV，其峰電流密度為后者的6.7倍；且COad主要以線性吸附態(tài)物種(COL)均勻分布在電極表面。COsol存在，導(dǎo)致COL譜峰藍(lán)移，且其起始氧化電位提前。在

4、Pt(100)單晶電極上，當(dāng)存在COsol時(shí)，COsol給出兩個(gè)分別位于0.11、0.448V的氧化電流峰，總氧化電量遠(yuǎn)大于單純吸附態(tài)COad的氧化；COad主要以線性吸附態(tài)物種(COL)和橋式吸附態(tài)物種(COB)均勻分布在電極表面；此外，當(dāng)處于低電位區(qū)間時(shí)，COB一部分轉(zhuǎn)換為COL，一部分氧化成CO2。當(dāng)溶液中含有飽和的COsol時(shí)，COL、COB譜峰藍(lán)移，起始氧化電位提前。
　　 3、對(duì)比研究了Pt(110)和Pt(100)

5、電極上CN-與CO共吸附過程，深化了對(duì)Pt單晶電極表面兩者的共吸附和氧化過程的認(rèn)識(shí)。研究結(jié)果表明CN-與CO共吸附過程是結(jié)構(gòu)敏感的反應(yīng)。在Pt(110)上，COad起始氧化電位正移50mV，氧化峰電位正移260mV左右，且峰電流密度大幅降低，而COad氧化對(duì)CN-ad氧化行為基本沒有影響；此外COad譜峰紅移，CN-譜峰發(fā)生藍(lán)移。而在Pt(100)上，CN與CO共吸附后，檢測(cè)到COL和COB兩種吸附態(tài)，并且它們的起始氧化電位相對(duì)于CO單

6、獨(dú)吸附推遲了250mV，氧化峰電位正移了162mV，峰電流密度也大幅降低；CN-ad譜峰則發(fā)生藍(lán)移，CO譜峰在0.0～0.2V電位區(qū)間先紅移，在隨后的電位區(qū)間較之單獨(dú)吸附時(shí)發(fā)生藍(lán)移。
　　 4、CO單獨(dú)吸附時(shí)，Pt(100)對(duì)COad氧化的電催化活性優(yōu)于Pt(110)，與CN共吸附后，Pt(110)對(duì)COad氧化的電催化活性高于Pt(100)。
　　 本文深入研究了酸性溶液中Pt(110)、Pt(100)電極表面吸附態(tài)C