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碳载氧化锰表面氧还原反应路径研究
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:《催化学报》
  • 时间:0
  • 分类:O[理学]
  • 作者机构:[1]中国科学院大连化学物理研究所,大连洁净能源国家实验室(筹),辽宁大连116023, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:基金来源:中国科学院战略性先导科技专项(XDA09030104);国家重点基础研究发展计划(973计划,2012CB215500);国家自然科学基金(21033009);中国科学院“百人计划”.
中文摘要:

氧还原反应(ORR)是一个复杂的过程,尤其在碱性电解液中,炭载型催化剂表面的ORR路径尤为复杂,因为碳本身可以催化ORR以二电子转移过程发生,产生过氧化氢,继而过氧化氢或者发生化学分解生成氧气(HODR),或者发生电化学还原生成OH(HORR).本文详细研究了ORR在常用氧化锰催化剂表面的反应路径.通过比较HODR和HORR的转换频率发现,尽管利用旋转环盘电极方法得到的表观电子转移数接近4,真实的ORR主要是2电子过程,反应生成的过氧化氢继而大部分发生化学分解生成氧气.该结果有助于理解碱性电解质中炭载型过渡金属氧化物电催化剂对ORR的催化行为.

英文摘要:

The oxygen reduction reaction(ORR]is a complex process.This is particularly the case for carbon-supported electrocatalysts in alkaline electrolytes,because carbon can catalyze the ORR via a two-electron transfer to generate hydroperoxide(HO2^-],which subsequently undergoes either chemical decomposition to generate O2 and OH-(HODR) or electrochemical reduction to OH-(HORR].In this study,we elucidated the ORR pathway on a series of carbon-supported manganese oxides,which have been extensively studied as electrocatalysts in alkaline electrolytes.A comparison of the turnover frequencies of the HODR and HORR showed that although an apparent four-electron transfer process was identified when the HO2^- yield was measured using the rotating ring disk electrode technique,the real ORR pathway involved a two-electron transfer process to generate HO2^-,with subsequent chemical decomposition of HO2^-.These results will help us to understand the intrinsic catalytic behavior of carbon-supported transition-metal oxides for the ORR in alkaline electrolytes.

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期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19199