草酸在铅电极上电催化还原过程的in situ FTIRS研究

摘要

采用电化学原位傅里叶变换红外反射光谱(electrochemical in situ fourier transform infrated renection spectroscopy,in situ FFIRS)研究了草酸在铅电极上电催化还原过程.多步电位阶跃FTIRS(MSFTIRS)和时间分辨FTIRS(TRFTIRS)的结果表明:当研究电位为-0.70 V(vs.SCE)时,即可明显检测到乙醛酸生成;研究电位为-0.85 V时,电极表面累积生成乙醛酸的量达到最大值.随着电位的负移,生成的乙醛酸的量减少.同时在-0.95 V时即可明显检测到乙醛酸进一步被还原,生成的乙醇酸在1 093 cm-1附近为-CH2OH的CO伸缩振动吸收.当研究电位为-1.50 V时,电极表面的乙醛酸几乎都被还原成乙醇酸.另外,随着电位的负移,并没有检测到其他新物种的出现,表明乙醇酸在电极表面不会进一步发生还原反应.研究电位为-0.75 V的原位时间分辨红外反射光谱显示反应产物乙醛酸在1 750 cm-1左右C=O的伸缩振动吸收谱峰的左右积分强度随时间线性增加;而研究电位在-1.60 V原位时间分辨红外反射光谱还观察到乙醇酸在1 093 cm-1附近-CH2OH的C-O伸缩振动吸收.电化学原位红外反射光谱技术有利于对反应中各物种官能团振动吸收的检测,为草酸电催化还原反应机理提供直接实验依据.