西班牙阿利坎特大學(xué)Rosa M. Arán-Ais教授等在HClO4和NaOH溶液對(duì)結(jié)構(gòu)明確的PtPd單晶電極研究氧還原反應(yīng)(ORR)反應(yīng)受到表面結(jié)構(gòu)和組成對(duì)電催化反應(yīng)的影響。
本文要點(diǎn)
(1)
在電解液測(cè)試電化學(xué)伏安表征,結(jié)果顯示向Pt單晶加入Pd能夠影響OH的吸附強(qiáng)度,而且是以一個(gè)不同的方式產(chǎn)生影響,這種影響取決于分子的表面方向。對(duì)不同晶面的情況進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)引入Pd導(dǎo)致OH在(100)晶面的吸附作用減弱,但是OH在(111)表面上的吸附強(qiáng)度沒有顯著變化。人們認(rèn)為OH解脫附步驟是ORR的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)限制步,與純Pt(100)表面相比,Pt100-xPdx(100)電極的反應(yīng)活性顯著提高。
(2)
由于過氧化氫還原反應(yīng)(HPRR)的反應(yīng)性取決于OH吸附強(qiáng)度,因此研究HPRR反應(yīng)的情況,并且驗(yàn)證了OH脫附步驟是決速步。此外,通過研究HPRR反應(yīng),能夠解釋過氧化氫在ORR反應(yīng)中的中間體作用。在酸性電催化反應(yīng)體系,H2O2是關(guān)鍵的中間體;在堿性電催化反應(yīng)體系,Pt引入Pd能夠避免形成可溶性過氧化物。
參考文獻(xiàn)
Pepe Jordá-Faus, Rubén Rizo, Enrique Herrero, and Rosa M. Arán-Ais*, Investigating Alloy-Induced Modifications in the Oxygen Reduction Reaction Mechanism on PtPd Single Crystals,
DOI: 10.1021/acscatal.4c03565
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c03565