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Magic_67

新虫 (初入文坛)

[求助] 氧还原反应(ORR)的过电势为什么是比1.23v小的部分?已有1人参与

准备拿一个铂基材料去做ORR测试。以前从来没做过。所以对LSV图有一些疑问。问题很基础,恳请基础好的大神来回答一下~不甚感激。

1. 氧还原反应(ORR)的过电势为什么是比1.23v小的部分?此时装置是一个电解池的半电池反应?这个地方非常的不理解。氧气还原的标准电势是1.23V,然后我们现在做这个测试(LSV)是外加电压让它还原的话,根据电解池的过电势的理解的话,应该是要施加比1.23V更大的电压才对?当然我看文献的扫描电压,都是从0.08--1.1V(vsRHE),和我上面想的是违背的。(这个问题我有一个老师给了我这样的解释,如图1)

2. 跟上一个问题相关。如果把LSV图分成如图2所示三段。每一段是具体发生了什么过程?测试时是正扫还是负扫呢(即从A点到D点,还是从D点到A点)?还是根据材料是铂基或者非铂基而定呢?因为我看文献都是说positive going ORR。但我有个认识的别的实验室师兄说他们一直是负扫。

氧还原反应(ORR)的过电势为什么是比1.23v小的部分?
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氧还原反应(ORR)的过电势为什么是比1.23v小的部分?-1
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NickHu

至尊木虫 (著名写手)

奋斗让生活更精彩!
4楼2018-04-11 16:51:02
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手写的从前22

新虫 (小有名气)

一般都是负扫。实际电位肯定比理论的1.23要负的,所以要用更负的电压扫

发自小木虫Android客户端
2楼2018-04-10 18:37:49
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ymfdun

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
冰点降温: 金币+3, 谢谢回帖交流,欢迎常来无机物话版块。 2018-05-05 13:05:44
冰点降温: 金币+5, ICEPI+1, 解答很精彩,授予ICEPI一枚奖励。欢迎常来无机物化版交流。 2018-05-05 13:06:19
Magic_67(冰点降温代发): 金币+20 2018-05-05 13:06:27
给你讲一个有趣的并且有助于理解这个问题的事情,首先ORR是一个还原反应,根据基础电化学知识,还原反应要得到电子,那这个电子是谁提供呢?就单纯LSV测试而言这个电子是由电化学工作站提供。那这个电化学工作站是如何提供呢?一般而言,可以将电化学工作站理解为是一个“电子泵”,negative扫描时,工作电极电位是越来越负(这个是显然的,可以从坐标轴看出),电位越负,说明工作电极的电子越多,即电化学工作站在持续的供给电子。那么工作电极就在持续发生还原反应。1.23V是一个标准平衡电位,根据能斯特方程和化学平衡的知识,在不考虑过电位存在的情况下,电位小于1.23V时,平衡是向ORR方向移动,同理,电位大于1.23V时,平衡是向OER方向移动。所以测试ORR肯定是在小于1.23V的区间内。并且在这个区间内,正扫负扫都可以,对于非贵金属催化剂,一般采用负扫,而对于铂基催化剂,一般采用正扫。这个地方不能用电解池概念来理解。在这个体系,电解池对应的是电解水反应,即OER和HER。这个地方是ORR,是OER的逆反应。当然实际情况是会存在一定的过电位,所以在低于1.23V时,不会立即发生ORR,在高于1.23V时不会立即发生OER。科学家们这么多年的努力,一个重要的目标就是分别降低这个两个半反应的过电位。

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3楼2018-04-11 09:24:38
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理化有限公司

捐助贵宾 (著名写手)

美国PINE电化学-PHYCHEMI


金属催化剂要正扫,因为如果负扫会在高电位区形成金属氧化物,影响ORR测试效果,这个在研之成理微信公众号专栏里面的PPT介绍有。
5楼2018-05-12 00:45:26
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