Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá bề mặt Bạch kim và Rhodium Đa tinh thể cho quá trình Điện ôxi hóa Đioxit lưu huỳnh trong nước
Tóm tắt
Bài báo nghiên cứu hoạt động xúc tác điện hóa của Rh và Pt trong điện ôxi hóa SO2, một phản ứng quan trọng trong các thiết bị điện phân sử dụng SO2 để sản xuất hydrogene. Phương pháp voltammetry chu kỳ và phân cực tuyến tính đã được sử dụng để đánh giá hoạt động xúc tác của những bề mặt này. Rh cho thấy hoạt động xúc tác thấp hơn 25 lần so với Pt và dễ bị от độc bởi các loài lưu huỳnh trung gian hấp phụ. Phân tích Koutecky-Levich chỉ ra một phản ứng chuyển electron hai electron trên bề mặt Pt, phản ứng này phù hợp với cơ chế phản ứng điện ôxi hóa SO2 phổ biến nhất. Độ dốc Tafel trong vùng thế thấp (gần thế khởi đầu), kết hợp với phân tích các cơ chế phản ứng đã biết, cho thấy bước dẫn đến sự oxi hóa nước để tạo ra các loài hydroxyl hấp phụ là bước xác định tốc độ (RDS). Mô hình cơ chế này dự đoán sự giảm của độ dốc Tafel khi sự bao phủ của các vị trí bề mặt hoạt động của xúc tác tăng lên do các loài lưu huỳnh hấp phụ. Đối với Pt, chúng tôi ước tính mức độ bao phủ bề mặt lưu huỳnh là 4 % dựa trên độ dốc Tafel được đo thực nghiệm. Trong trường hợp Rh, mức độ bao phủ lưu huỳnh được tính toán khoảng 1 %. Các độ dốc Tafel thu được đã thay đổi từ 106 mV decade−1 cho Rh và 80 mV decade−1 cho Pt ở các thế dưới 0,7 V so với điện cực tiêu chuẩn hydro (SHE) đến 210 mV decade−1 cho Rh và 162 mV decade−1 cho Pt ở các thế trên 0,7 V so với SHE, cho thấy sự thay đổi trong cơ chế phản ứng tương ứng với sự thay đổi của bề mặt xúc tác điện.
Từ khóa
#bạch kim #rhodium #điện ôxi hóa #SO2 #xúc tác điện hóaTài liệu tham khảo
J.A. O’Brien, J.T. Hinkley, S.W. Donne, S.E. Lindquist, Electrochim. Acta 55, 573 (2010)
L.E. Brecher, S. Spewock, C.J. Warde, Int. J. Hydrog. Energy 2, 7 (1977)
M.B. Gorensek, J.A. Staser, T.G. Stanford, J.W. Weidner, Int. J. Hydrog. Energy 34, 6089 (2009)
B.D. Struck, R. Junginger, D. Boltersdorf, J. Gehrmann, Int. J. Hydrog. Energy 5, 487 (1980)
P.W.T. Lu, R.L. Ammon, Int. J. Hydrog. Energy 7, 563 (1982)
C. Quijada, F.J. Huerta, E. Morallón, J.L. Vázquez, L.E.A. Berlouis, Electrochim. Acta 45, 1847 (2000)
C. Quijada, E. Morallón, J.L. Vázquez, L.E.A. Berlouis, Electrochim. Acta 46, 651 (2001)
C. Quijada, A. Rodes, J.L. Vázquez, J.M. Pérez, A. Aldaz, J. Electroanal. Chem. 394, 217 (1995)
A. Zolfaghari, G. Jerkiewicz, W. Chrzanowski, A. Wieckowski, J. Electrochem. Soc. 146(11), 4158 (1999)
C. Quijada, J.L. Vázquez, A. Aldaz, J. Electroanal. Chem. 414, 229 (1996)
Z. Samec, J. Weber, Electrochim. Acta 20, 403 (1975)
Z. Samec, J. Weber, Electrochim. Acta 20, 413 (1975)
I.R. Moraes, M. Weber, F.C. Nart, Electrochim. Acta 42, 617 (1997)
C. Quijada, J.L. Vázquez, J.M. Pérez, A. Aldaz, J. Electroanal. Chem. 372, 243 (1994)
C. Quijada, A. Rodes, J.L. Vázquez, J.M. Pérez, A. Aldaz, J. Electroanal. Chem. 398, 105 (1995)
E.T. Seo, D.T. Sawyer, Electrochim. Acta 10, 239 (1965)
P.W.T. Lu, R.L. Ammon, J. Electrochem. Soc. 127, 2610 (1980)
J.A. Rodriguez, M. Kuhn, J. Hrbek, Chem. Phys. Lett. 251, 13 (1996)
J. Billy, M. Abon, Surf. Sci. 146, L525 (1984)
Y. Garsany, O.A. Baturina, K.E. Swider-Lyons, J. Electrochem. Soc. 154, B670 (2007)
J.A. Rodriguez, J. Hrbek, M. Kuhn, T. Jirsak, S. Chaturvedi, A. Maiti, J. Chem. Phys. 113, 11284 (2000)
Y.E. Sung, W. Chrzanowski, A. Wieckowski, A. Zolfaghari, S. Blais, G. Jerkiewicz, Electrochim. Acta 44, 1019 (1998)
R.M. Spotnitz, J.A. Colucci, S.H. Langer, Electrochim. Acta 28, 1053 (1983)
M. Peuckert, Surf. Sci. 141, 500 (1984)
G. Jerkiewicz, J.J. Borodzinski, Langmuir 9, 2202 (1993)
F. Villiard, G. Jerkiewicz, Can. J. Chem. 75, 1656 (1997)
R.J. Kriek, J.P. van Ravenswaay, M. Potgieter, A. Calitz, V. Lates, M.E. Björketun, S. Siahrostami, J. Rossmeisl, J. S. Afr. Inst. Min. Metall. 113, 593 (2013)
Y.E. Sung, W. Chrzanowski, A. Zolfaghari, G. Jerkiewicz, A. Wieckowski, J. Am. Chem. Soc. 119, 194 (1997)
R.J. Kriek, J. Rossmeisl, S. Siahrostami, M.E. Björketun, Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 9572 (2014)
A.J. Bard, L.R. Faulkner, Electrochemical methods: fundamentals and applications (Wiley, New York, 2000)
A. Holewinski, S. Linic, J. Electrochem. Soc. 159, H864 (2012)