醇在貴金屬催化劑上電化學(xué)氧化機理的研究.pdf

1、研究醇電化學(xué)氧化可為直接醇類燃料電池提供理論指導(dǎo)。燃料電池是一種綠色能源技術(shù)，對解決目前世界面臨的能源短缺和環(huán)境污染難題有重要意義。醇在酸性介質(zhì)大大地限制了催化劑的選擇，只有耐腐蝕的Pt具有高催化活性。本工作的重點是研究堿性條件下的貴金屬Pt，Pd和Au對甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇陽極氧化的催化活性。本工作首次比較了正丙醇和異丙醇在Pt和Pd催化劑上的電化學(xué)氧化，并系統(tǒng)研究了各種醇在Pt和Pd電極上電化學(xué)氧化機理。 研究結(jié)果表明

2、堿性溶液中所有醇在Pt、Pd和Au電極上都顯示了一定電化學(xué)氧化活性。堿性溶液中四種醇在Pt電極上電流密度都比在酸性溶液中的數(shù)值大得多，顯示了醇在堿性溶液中比在酸性溶液中有更大的氧化活性。堿性溶液中甲醇在Pt電極上顯示了最好的電化學(xué)活性。異丙醇電化學(xué)氧化起峰電位為-0.74V，是氧化起峰電位最負(fù)的醇。在Pd和Au電極上乙醇、正丙醇和異丙醇氧化峰起峰電位都比甲醇起峰電位更負(fù)。堿性醇溶液在Au電極上氧化峰起峰電位都比在Pt和Pd電極上起峰電位

3、更正。在Au電極上乙醇、正丙醇和異丙醇的jp1/jp2數(shù)值都比較大，說明這三種醇在Au電極上氧化不容易毒化。因此Au不是優(yōu)秀的醇電化學(xué)氧化催化劑，但可以作為一種添加劑。 堿性溶液中Pt對甲醇電化學(xué)氧化活性比Pd好。乙醇、正丙醇和異丙醇在Pd電極上比在Pt電極上有更好氧化活性。在Pd電極上，正丙醇和異丙醇氧化起峰電位比在Pt電極上起峰電位負(fù)，正丙醇電化學(xué)氧化電流密度在-0.4V電位下在Pd電極上是在Pt上電流密度3倍多：而異丙醇的

4、電化學(xué)氧化電流密度同比則高達(dá)7倍多。在Pd電極上，相應(yīng)電位下活化能大小次序是：甲醇>乙醇>異丙醇>>正丙醇。甲醇活化能最高，正丙醇最低，說明甲醇在Pd電極上最難以氧化，正丙醇最容易氧化。25℃下在1.0mol·L-1KOH+1.0mol·L-1醇溶液中Pt和Pd電極上擴散系數(shù)順序為甲醇(1.171×10-6cm2s-1)>乙醇(0.86×10-6cm2S-1)>異丙醇(0.70×10-6cm2s-1)。 本工作的結(jié)果表明，乙醇、