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        掃描速度、溶液pH值對PFeTPP修飾電極的直接電化學(xué)行為的影響

        2019-10-21 16:45:53趙群瑤
        裝飾裝修天地 2019年13期
        關(guān)鍵詞:電化學(xué)

        趙群瑤

        摘? ? 要:近些年,源于人們對燃料電池陰極催化劑的研究,金屬卟啉在化學(xué)修飾電極方面得到了很大的發(fā)展。金屬卟啉具有良好的光電性能。尤其一些過渡金屬卟啉大環(huán)配合物是解決燃料電池陰極最有希望的催化劑材料[1][2]。首先采用循環(huán)伏安法制備四苯基鐵卟啉修飾電極,并對修飾電極上的導(dǎo)電物質(zhì)PFeTPP進(jìn)行紫外表征。然后研究掃描速度、溶液pH值對PFeTPP修飾電極的直接電化學(xué)行為的影響。

        關(guān)鍵詞:修飾電極;溶液pH值;電化學(xué)

        1? 掃描速度對PFeTPP修飾電極的直接電化學(xué)行為的影響

        為研究不同掃描速度對PFeTPP修飾電極的直接電化學(xué)行為的影響,我們將PFeTPP修飾電極在N2飽和的PBS溶液中分別以50、100、150、200、300、400、500mV/s的速度進(jìn)行掃描,其CV曲線對比圖如圖1所示。

        PFeTPP修飾電極在不同掃速下上到下依次為:50、100、150、200、300、400、500mV/s。

        為更好的理解PFeTPP修飾電極的直接電化學(xué)行為,我們將圖1中的還原峰電流與氧化峰電流分別與掃速的1/2次方進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)還原峰電流、氧化峰電流與掃速的1/2次方呈現(xiàn)如圖2圖3的關(guān)系。

        圖1中表明隨著掃速的增大,還原峰電流和氧化峰電流依次增大,還原峰和氧化峰電位變化很小,還原峰電位均在-0.2V左右,氧化峰電位在0V左右。這說明該過程的電子傳遞速度較快。還原峰對應(yīng)電活性Fe(III)被還原成Fe(II),氧化峰對應(yīng)電活性Fe(II)被氧化成Fe(III)。

        圖2可以看出,隨著掃速的增大,還原峰電流依次增大,并且陰極還原峰電流大小與掃速的1/2次方成較好的線性關(guān)系,其R2值為0.9777,這說明在實(shí)驗(yàn)的掃描速度范圍內(nèi)陰極還原反應(yīng)是受反應(yīng)粒子擴(kuò)散控制的。

        圖3可以看出,隨著掃速的增大,氧化峰電流也相應(yīng)增大。陽極氧化峰電流大小與掃速的1/2次方成較好的線性關(guān)系,其R2達(dá)到0.9936,這也說明在實(shí)驗(yàn)的掃描速度范圍內(nèi)陽極氧化反應(yīng)是受反應(yīng)粒子擴(kuò)散控制的。

        2? 溶液pH值對PFeTPP修飾電極的直接電化學(xué)行為的影響

        PFeTPP修飾電極的直接電化學(xué)行為來源于Fe(III)/Fe(II)氧化還原電對。為了研究PFeTPP修飾電極自身的電化學(xué)行為,我們選擇在不同pH的支持電解質(zhì)溶液中,對PFeTPP修飾電極進(jìn)行CV掃描,掃描結(jié)果如圖4所示。

        PFeTPP修飾電極在不同pH從左到右依次為:9.2、8、6.8、6、5。

        實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著溶液pH值的升高,電極還原峰電流、氧化峰電流大小基本保持不變,但電極氧化峰電位和還原峰電位均向負(fù)電位方向移動,這是由于在Fe(III)還原為Fe(II)時有H+參加,因此pH值越大電位越負(fù)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 李旭光.2002.博士論文.直接甲酵燃料電池耐甲醇氧還原電催化劑的研究,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所.

        [2] 申燕.2003.博士論文.多層膜組裝及其電催化研究,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所.

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