1 / 12

K 系和 Na 系常规碱溶液中氧气的电化学还原（ ORR ）机理研究 —— 九月份工汇报 报告人 : 彭中

K 系和 Na 系常规碱溶液中氧气的电化学还原（ ORR ）机理研究 —— 九月份工汇报 报告人 : 彭中. 实验部分 实验结果及分析部分 1. 碱性条件下 ORR 2. 碱浓度对 ORR 的影响 3. 碱金属阳离子对 ORR 的影响 后期工作计划. 报告内容. 1 、本次实验所使用的主要试剂和仪器有： NaOH （分析纯）、 KOH （分析纯）、 Pt 丝电极（工作电极）、 Pt 片电极（对电极）、饱和甘汞汞电极、超纯水、试验用的高纯 N 2 和 O 2 、电化学工作站、恒温水浴、分析天平。

connor-blake
Télécharger la présentation

K 系和 Na 系常规碱溶液中氧气的电化学还原（ ORR ）机理研究 —— 九月份工汇报 报告人 : 彭中

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. K系和Na系常规碱溶液中氧气的电化学还原（ORR）机理研究——九月份工汇报报告人:彭中K系和Na系常规碱溶液中氧气的电化学还原（ORR）机理研究——九月份工汇报报告人:彭中

  2. 实验部分 实验结果及分析部分 1.碱性条件下ORR 2.碱浓度对ORR的影响 3.碱金属阳离子对ORR的影响 后期工作计划 报告内容

  3. 1、本次实验所使用的主要试剂和仪器有：NaOH（分析纯）、KOH（分析纯）、Pt丝电极（工作电极）、Pt片电极（对电极）、饱和甘汞汞电极、超纯水、试验用的高纯N2和O2、电化学工作站、恒温水浴、分析天平。1、本次实验所使用的主要试剂和仪器有：NaOH（分析纯）、KOH（分析纯）、Pt丝电极（工作电极）、Pt片电极（对电极）、饱和甘汞汞电极、超纯水、试验用的高纯N2和O2、电化学工作站、恒温水浴、分析天平。 电化学工作站 实验装置图 2、实验内容 首先配制碱溶液并通入O2或N215-20min，恒温在30oC。WE和CE的处理是先用高纯水超声3-5min然后用无水乙醇和高纯水淋洗。最后连接实验装置，在100mV/S和0.7 -- -1.1V条件下进行实验。 实验过程

  4. 3.1碱性条件ORR Pt电极在碱性溶液中的背景反应 图1. Pt电极在NaOH溶液（N2）的循环伏安图（a）0.5M;（b）8M，303k，100mV/s 实验结果及分析部分 PtO+H2O+2e- Pt+2OH-

  5. 当向溶液中通入O2后 图2. 0.5 MNaOH溶液中Pt电极上CV图，300K，100mV/s 由于O2的通入，CV图整体负移，但在-0.37V处较其他地方明显大，此处即为O2还原发生处。其对应的氧化峰出现在-0.12V,且非常弱，故此反应为一个准可逆反应。 实验结果及分析部分 对应的氧化峰 O2还原

  6. 碱浓度对ORR的影响 图3. 不同浓度NaOH溶液中Pt电极上ORR的CV图，（a）0.1M（b）1M（c）2M（d）4M 实验结果及分析部分 现象：峰电流随着浓度的增大而迅速减小。 结论：说明碱浓度对ORR动力学有很大的影响（Co2，Do2,η） 现象：峰电位随着浓度增大而逐渐负移。 结论：说明碱浓度对反应热力学也有影响，浓度越大反应越难发生。

  7. 动力学影响 NaOH浓度的增加导致O2溶解度、粘度和扩散系数的改变 30℃O2在NaOH溶液中的溶解度图 NaOH溶液浓度 ，O2溶解度 、η增加、Do2降低。这三个原因导致ORR动力学受到抑制。 实验结果及分析部分

  8. 热力学影响 现象：峰电势有0.1M的-0.351V负移到10M的-0.431V。 ORR峰电势与浓度的关系曲线 ORR机理： （1） 低碱条件 （2）高碱条件 分析：低碱条件下发生连续的2电子反应；高碱条件下发生单电子转移反应。随着见浓度增加，（1）的正向受到抑制，使得反应（2）占优。故介质浓度对ORR热力学有一定的影响。 实验结果及分析部分

  9. 碱金属阳离子对ORR的影响 通过对KOH溶液的系列浓度中Pt电极上ORR循环伏安实验的研究得出了与NaOH溶液相同的规律。但两者之间也有也一定的差异。其主要表现为： 1M不同碱溶液中Pt电极上ORR的CV图，300K，100mV/s 实验结果及分析部分 差异：相同浓度下，KOH溶液中ORR峰电势为-0.4065V，NaOH溶液中为-0.4118V；而峰电流则相差更明显，钾系为600uA，钠系为477uA。显然，无论是热力学还是动力学KOH体系都有利于ORR发生。

  10. 两者的差异主要是因为K+比Na+半径大，表面电荷密度低，水合作用弱，相应的盐析效应小，所以O2在KOH溶液中溶解度大。此外，相同浓度下KOH溶液的粘度较NaOH溶液小，氧气的扩散系数则较大。两者的差异主要是因为K+比Na+半径大，表面电荷密度低，水合作用弱，相应的盐析效应小，所以O2在KOH溶液中溶解度大。此外，相同浓度下KOH溶液的粘度较NaOH溶液小，氧气的扩散系数则较大。 实验结果及分析部分

  11. 1.改变反应条件 2.改善反应装置 增加电化学池的密闭性和耐压性，提高O2的溶解度，放大测量信号。 后期工作计划 增加浓度 提高温度 更接近亚熔盐

  12. 谢谢大家！

More Related