气体电极反应动力学的薄膜旋转圆盘电极方法研究

摘要

薄膜旋转圆盘电极方法是一种常用的评价气体物质在纳米电催化剂上的反应活性的方法，但是在数据分析过程中经常忽视了气体反应物在催化剂层中到活性位点的传质可能对估算的反应动力学参数的影响．本文以氧电极反应为例，使用薄膜旋转圆盘电极研究了不同担载量Pt／C电极的氧还原活性．实验结果表明，根据Koutecky—Levich方程求算相同电位下的“表观动力学电流密度”（对Pt活性面积归一化的rnA／cm2Pt）或比质量电流（mA／μtgPt）随Pt担载量的减小而增大，说明在估算动力学电流时不能忽略O2在催化剂层中的扩散传质，而气体在催化剂层中的传质与催化剂层的结构、厚度、纳米催化剂的分散度等密切相关,建议在使用薄膜旋转圆盘电极方法来研究纳米催化剂气体电极反应活性时，首先系统考察担载量、分散度与催化剂层厚的影响，然后根据不同担载量催化剂归一化后的动力学电流密度（或比质量电流）．电势曲线是否重合来验证得到的是否是真实的动力学电流，从而得到更为准确的评价结果．