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电化学测试到底是用Pt对电极还是C对电极?

理化香港有限公司发布时间:2020/11/11 16:09 点击: 加载中..

一直以来,由工作电极(WE)参比电极(RE)和对电极(CE)组成的三电极体系是研究电催化重要工具。很长一段时间以来,铂(Pt)因其化学惰性而被广泛作为对电极。然而,近年来发现,在氧化条件和某些电解质条件下,Pt易发生溶解。而这些微量的Pt离子在还原电位下可在工作电极表面发生Pt沉积。由于Pt在许多反应中具有优异的催化活性,这种沉积现象使得实验所测数据存在问题。因此,在电催化研究中越来越多地使用C对电极,如石墨对电极取代Pt对电极。

 

  相对于Pt对电极的大量基础研究,石墨对电极在电催化研究中的适用性和可靠性迄今为止还没有引起足够的重视。一般地,石墨的氧化腐蚀产物通常为CO2或者在高pH下生成碳酸盐,C+2H2O→CO2+4H++4e, E0=0.207 VRHE,这类物质在很大的电位区间内都无活性高度还原条件下除外。然而,应当注意到,还存在另一个竞争性反应:C+H2O→CO+2H++2eE0=0.518 VRHE,而该反应所产生的CO与大量碳基催化剂Pt/CFe-N-C的金属位点有较强的亲和力,使得催化剂失活。

韩国光州科学技术院的Chang Hyuck Choi等人证明了使用石墨作为对电极时会严重影响电催化材料性能的精确评估。相关工作以《Underestimation of Platinum Electrocatalysis Induced by Carbon Monoxide Evolved from Graphite Counter Electrodes》为题在《ACS Catalysis》上发表论文。

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来自哈佛大学的Benjamin Martindale对此进行了亮眼报道,相关点评以《Carbon caution》为题在《Nature Catalysis》上进行报道。

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作者指出:这项研究提出碳基对电极可能更适合在碱性溶液中,但最重要的是,无论哪种情况,都应该避免CO影响工作电极的性能测试。石墨和Pt对电极可能都适合研究氧化过程。作者推荐使用双室H型电解槽,可以有效地避免由碳腐蚀产物带来的负面影响。这些重要结果表明,在选择电催化测试装置的元件时,并不存在简单的一刀切的解决方案。此外,它们还提醒我们,随着对电催化测试的理解不断加深,需要不断重新评估和更新最佳做法和测试方法。

理化(香港)有限公司拥有十余年的分析仪器销售经验,可提供相关实验室的完整解决方案,是美国PINE电化学产品在大中华地区的总代理,专为客户提供售前售后、应用以及销售服务,欢迎咨询!

 


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