不同介质中乙醇在粗糙铂电极上氧化的电化学原位SERS谱
甲醇等C1分子电催化氧化行为一直是燃料电池研究领域的主要攻关课题. 但是甲醇、甲醛毒性大, 甲酸理论比能量较低, 而且C1分子易透过电池隔膜材料而降低其供电性能, 在一定程度上影响了其实用化进程.因此,人们采用循环伏安(CV)、电位调制反射光谱(PMR)、微分电化学质谱(DEMS)和傅立叶红外光谱(FTIR)等方法, 积极开展毒性较小, 可以再生的生物质能源乙醇燃料电池的研究,并获得了不少有意义的数据. 但现有的工作主要集中在酸性介质中, 对碱性介质中乙醇氧化行为的研究相对较少, 对乙醇在不同介质、不同电极材料上吸附氧化、解离过程的相关细节(如反应物的吸附特性、表面结构、氧化解离过程、中间产物、最终产物、反应机理和支持电解质及pH值的影响等)尚无定论.
江西师范大学化学化工学院钟起玲等人采用常规电化学伏安技术和电化学原位表面增强拉曼光谱(in-situSERS)技术研究了不同介质中乙醇在粗糙铂电极上的电催化氧化行为. 发现不论在酸性、中性还是碱性介质中, 乙醇均能在粗糙铂电极上自发氧化解离生成强吸附中间体CO; 碱性介质中, CO在粗糙铂电极上基本氧化完全的电位(0.20 V)比中性和酸性介质中(0.50 V)负移了约0.30 V. 而乙醇在粗糙铂电极上CV正向扫描的氧化峰电位(-0.20 V)比酸性介质中(0.65 V)负移了约0.85 V.比较不同介质中乙醇和CO在粗糙铂电极上的氧化峰电流和峰电位可以发现,粗糙铂电极在碱性介质中对乙醇和CO的电催化氧化活性比中性和酸性介质中更强;可以推测, 不论在酸性、中性还是碱性介质中,乙醇在粗糙铂电极上的氧化过程均按双途径机理进行.