在潜在循环过程中,离子液体[C2C1Im][OTf]如何影响Pt(111) 的稳定性
Felix Hilpert1, Yunsheng Qiu2, Leopold Lahn3,2,4
1Interface Research and Catalysis, ECRC, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Egerlandstr. 3, 91058, Erlangen, Germany. olaf.brummel@fau.de.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|June 5, 2025
概括
离子液体 (ILs) 显著改变了 (Pt) 的电化学稳定性. IL[C2C1Im][OTf]在氧化减氧周期中加速Pt溶解,但对表面形态变化的影响最小.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 离子液体 (ILs) 是可调节的溶剂,在电催化中具有潜在的应用.
- 电催化剂的稳定性对于高效的电化学反应至关重要.
- (Pt) 是一个关键的电催化剂,但它的稳定性可能是一个挑战.
研究的目的:
- 调查离子液1-乙基-3-甲基利米达三甲硫酸盐 ([C2C1Im][OTf]) 对Pt的电化学稳定性的影响.
- 了解氧化-减氧循环 (ORCs) 期间在IL的存在和缺席下Pt溶解和形态变化的机制.
主要方法:
- 电化学技术:循环电压计 (CV).
- 在现场监测:感应合等离子体质谱 (ICP-MS) 和电化学扫描道显微镜 (EC-STM).
- 数据分析:算法模式识别.
主要成果:
- 在酸性电解质 (0.1 M HClO4) 中,在没有IL的ORC中,Pt(111) 经历阴极短暂溶解和集群形成.
- [C2C1Im][OTf]的存在使Pt溶解率增加了五倍,并引入了阳极溶解途径.
- 尽管溶解增加,但IL对形态变化和吸附位形成的影响很小.
结论:
- 离子液体[C2C1Im][OTf]在ORC过程中显著增强了Pt111的溶解.
- 形态变化主要是由无形氧化物层的形成和减少驱动的,覆盖了溶解-重置效应.
- ILs可以深刻影响电催化剂的稳定性,需要在催化剂设计中仔细考虑.
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