铂修饰电极循环伏安曲线
有机小分子的电催化氧化过程是非常活跃的研究领域.特别是研究有机小分子醇类的电化学吸附、脱附和氧化,不仅具有表面分子过程等基础理论研究价值,而且对直接醇类燃料电池的开发应用具有重要意义。
对于酸性介质中有机小分子(尤其是甲醇)的电催化氧化,铂是公认的最有效的催化剂,然而其催化性能还达不到实用的要求。这主要表现在:一方面有机小分子在铂电极上氧化的表观电流密度较小,贵金属催化剂铂的用量较大;另一方面铂催化剂容易被产生的吸附CO物种所毒化。近年来,一些新的复合催化剂,如Pt-Ru,Pt-Sn,Pt-WOx,Pt-Ru-WOx等已见报道,其中Pt-WOx,Pt-Ru-WOx催化剂对甲醇氧化的电催化活性远高于Pt、Pt-Sn和Pt-Ru等催化剂。但这类催化剂在酸性介质中的长期稳定性还有待进一步改进。因此,进一步研究既具有较高的电催化活性又能抗毒化的甲醇阳极氧化的电催化剂是十分必要的。
近年来以杂多化合物为基础的催化体系受到广泛的关注,其中也包括对杂多酸修饰电极的研究.但目前对杂多酸修饰电极的功能研究大部分限于其对电还原反应的催化作用,如电催化还原 BrO3-、HNO2-等。关于杂多酸对有机小分子的电催化氧化作用,目前国内尚未见报道,国外也只有为数不多的几篇文献。Arico等人研究了在硅钨酸的溶液中碳载铂锡合金电极上甲醇的电氧化行为,研究结果表明,该硅钨酸的存在对甲醇的电氧化具有促进效应。有文献通过研究在磷钨酸溶液中碳载铂钌催化剂上CO电氧化的动力学参数,发现在磷钨酸溶液中OHads在电极表面的吸附得到加强,并通过竞争吸附原理说明了这种现象产生的原因。
哈尔滨工业大学应用化学系魏杰等人通过循环伏安扫描法制备了PMo12修饰Pt/Pt电极,并研究了该修饰电极在硫酸溶液中的电化学行为。研究结果表明:虽然磷钼酸具有较大的分子尺寸,但在Pt/Pt电极上仍能发生吸附作用,并且由于PMo12在电极上的吸附,降低了Pt/Pt电极上氢区和氧区的荷电量,另外在0.02V左右还观察到磷钼酸的氧化-还原峰。通过稳态极化曲线和循环伏安曲线研究了PMo12修饰 Pt/Pt电极对甲醇氧化的电催化作用。测试结果表明:PMo12修饰铂基电极不但对甲醇的电氧化具有较高的活性,而且还有一定的抗CO中毒性。该修饰电极还具有较高的稳定性。