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微分电化学质谱测定石墨在析氧反应中的结构腐蚀
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作者 刘洋 卢珊珊 +1 位作者 史艳梅 王雨婷 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期465-471,I0001,共8页
电催化析氧反应(OER)不仅是电解水制氢的半反应,也是电催化二氧化碳还原、氮气还原、硝酸根还原、有机小分子还原、金属-空气电池的重要半反应。OER过程是通过四电子机制驱动的。由于OER自身缓慢而复杂的动力学及其自带的强氧化特性,研... 电催化析氧反应(OER)不仅是电解水制氢的半反应,也是电催化二氧化碳还原、氮气还原、硝酸根还原、有机小分子还原、金属-空气电池的重要半反应。OER过程是通过四电子机制驱动的。由于OER自身缓慢而复杂的动力学及其自带的强氧化特性,研究电催化材料在OER中的氧化重构规律及其催化机制,对于提高析氧反应的效率意义重大。碳材料作为一类无金属电极材料广泛应用于电催化过程中,其价格低廉、储量丰富、活性、稳定性高,是一种有潜力的OER催化剂。碳材料表面的含氧官能团已被证明是OER的活性位点,但在更高的氧化电位下,由于缺乏对活性位点演化机制的认识,导致对碳材料OER性能的失活机制仍不清楚。正确识别出析氧条件下碳材料的活性位点已成为该领域的研究热点。然而,非原位的表征技术,如X射线衍射技术、扫描电子显微镜技术等难以反映碳材料在工作条件下的催化状态。因此,本文以石墨作为模型材料,利用微分电化学质谱(DEMS)探究石墨在OER过程中的结构变化,研究测试过程中外加电压和电解液pH值对石墨氧化的影响。结果表明,在酸性(pH 0)、中性(pH 7)和碱性(pH 14)条件下,高纯石墨片均是先发生自身的氧化并产生氧化官能团;随着电位的增加,酸性、中性和碱性环境中的石墨阳极均在1.6 V vs.可逆氢电极(RHE)产生CO_(2)和CO,且CO_(2)产量逐渐增大;在酸性条件下,O_(2)的生成电位高于CO_(2),而碱性条件则相反。因此,在碱性条件下,高纯石墨片在一定的电位区间下可以作为OER催化剂使用。本工作不仅揭示了碳材料在电化学氧化条件下全pH值范围内的结构转化规律和相应的演化产物,也提出了碳材料作为OER催化剂时可行的电位操作区间。 展开更多
关键词 析氧反应(OER) 石墨 微分电化学质谱(dems) 结构变化
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差分电化学质谱方法(DEMS)的回顾 Ⅰ.DEMS原理和发展
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作者 富士川计吉 冯力 《电化学》 CAS CSCD 1996年第3期241-249,共9页
差分电化学质谱(DEMS)是将电化学和质谱技术相结合而发展起来的一种现代电化学现场测试手段。它可现场检测电化学反应中的挥发性气体产物及动力学参数,中间体及其结构的性质等。当电极反应产物为共析出时,DEMS技术可同时确... 差分电化学质谱(DEMS)是将电化学和质谱技术相结合而发展起来的一种现代电化学现场测试手段。它可现场检测电化学反应中的挥发性气体产物及动力学参数,中间体及其结构的性质等。当电极反应产物为共析出时,DEMS技术可同时确定每种产物的法拉第电流随电极电位或时间的变化.全文分两部分,第一部分回顾DEMS方法的原理与发展;第二部分介绍DEMS方法的应用.本文为其中之第一部分. 展开更多
关键词 质量电流 dems 电化学 质谱
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微分电化学质谱:研究锂离子电池的一项关键技术 被引量:1
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作者 赵志伟 彭章泉 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2019年第1期1-13,共13页
锂离子电池的安全性问题在很大程度上限制了其在纯电动汽车、规模储能等领域的广泛应用。电池材料|电解质界面副反应所产生的可燃性气体是锂离子电池安全隐患的首要原因。微分电化学质谱是解析锂离子电池产气副反应机制的强有力研究技... 锂离子电池的安全性问题在很大程度上限制了其在纯电动汽车、规模储能等领域的广泛应用。电池材料|电解质界面副反应所产生的可燃性气体是锂离子电池安全隐患的首要原因。微分电化学质谱是解析锂离子电池产气副反应机制的强有力研究技术。本文综述了微分电化学质谱的发展历程、工作原理、技术要点及其在锂离子电池安全性研究中的应用,并展望了微分电化学质谱在储能领域的机遇、挑战和策略。 展开更多
关键词 微分电化学质谱 锂离子电池 安全
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乙醇电催化氧化反应动力学分析与研究进展 被引量:9
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作者 章冬云 马紫峰 原鲜霞 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期126-131,共6页
乙醇是一种很有吸引力的燃料电池电动汽车燃料。乙醇电催化氧化反应动力学研究对于直接醇类燃料电池和间接醇类燃料电池的阳极电催化剂开发有重要作用。本文依据反应机理和阳极电催化剂活性对乙醇的电催化氧化反应动力学进行了讨论, 介... 乙醇是一种很有吸引力的燃料电池电动汽车燃料。乙醇电催化氧化反应动力学研究对于直接醇类燃料电池和间接醇类燃料电池的阳极电催化剂开发有重要作用。本文依据反应机理和阳极电催化剂活性对乙醇的电催化氧化反应动力学进行了讨论, 介绍了先进的微分电化学质谱技术在乙醇电催化反应动力学研究中的应用。 展开更多
关键词 乙醇 电催化氧化 直接乙醇燃料电池 微分电化学质谱 阳极催化剂 反应机理
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铜电极上二氧化碳还原机理的研究进展 被引量:2
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作者 Matthew M Sartin 陈微 +1 位作者 贺凡 陈艳霞 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期41-53,共13页
本文从历史角度综述了二氧化碳在铜基催化剂上的还原机理的最新研究进展,对区分C1和C2产物路径发生的机制,以及调控二氧化碳还原产物选择性的影响因素和方法进行了重点阐述,着重讨论了如何利用电化学红外光谱与微分电化学质谱等技术在... 本文从历史角度综述了二氧化碳在铜基催化剂上的还原机理的最新研究进展,对区分C1和C2产物路径发生的机制,以及调控二氧化碳还原产物选择性的影响因素和方法进行了重点阐述,着重讨论了如何利用电化学红外光谱与微分电化学质谱等技术在揭示反应机理方面的研究思路与方法学. 展开更多
关键词 二氧化碳还原 反应机理 红外光谱 微分电化学质谱 铜电极
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研究甲酸在多孔Pt上吸附质的性质以及它与CO的相互作用(英文) 被引量:1
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作者 夏兴华 《电化学》 CAS CSCD 1997年第1期26-29,共4页
应用现场红外反射光谱(FTIR)和微分电化学质谱(differentialelectrochemicalmassspectrometer,DEMS)研究了甲酸在多孔Pt上吸附质的性质.伏安结果显示了甲酸在多孔Pt上吸... 应用现场红外反射光谱(FTIR)和微分电化学质谱(differentialelectrochemicalmassspectrometer,DEMS)研究了甲酸在多孔Pt上吸附质的性质.伏安结果显示了甲酸在多孔Pt上吸附质的氧化与吸附电位和吸附时间有关.在线质谱结果表明从甲酸吸附质氧化成二氧化碳所需要的电子数(ne)与吸附电位无关.显然地ne=2.2说明了甲酸吸附质是由CO和COH组成,而不是只有单一的CO或者COH.另一方面,在1262cm-1和2048cm-1出现的现场红外光谱带证实了甲酸在多孔Pt上的吸附质中存在CO和COH表面物质.此外,用DEMS技术和碳-13同位素标的甲酸作探针研究了甲酸吸附质和CO的相互作用.结果表明溶液中的甲酸不能取代先吸附的CO,而溶液中的CO可以与75%先吸附的甲酸吸附质发生交换. 展开更多
关键词 甲酸 吸附质 多孔铂 FTIR 微分电化学质谱
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