氧化锰电催化析氧反应及其电极界面特性

• 作者: 朱晓兵 李佳佳 李怡宁 杨洪月 李小松 刘景林
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 氧化锰 二氧化钛 滑动弧等离子体 析氧反应 电极-溶液界面
• 年，卷（期）: 2021,（S1）
• 所属期刊栏目: 催化、动力学与反应器
• 页码范围: 398-405
• 页数: 7页
• 分类号: O646
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210441

摘要

析氧半反应是速控步骤。氧化锰(MnOx)具有多价态，可形成多个子步骤降低活化能。二氧化钛(TiO2)是抗氧化性半导体。考察两种氧化锰催化剂析氧性能，即滑动弧等离子体合成MnOx(pM)和商业化(cM)，与商业化TiO2(cT)比较。通过理想极化电极系统(IPE)解析，表达电极界面特性，揭示三相界面与活性的关联。结果表明：对两种MnOx催化剂，pM比cM性能更优。碱性环境中，前者起始电位低180mV，Tafel斜率近半。酸性中，均表现阶跃式极化，析氧性能相近。cM比cT催化剂析氧性能更优，起始电位低420mV。溶液电阻Rs与活性变化趋势一致。对相同催化剂，考察I/C、担量、单双层结构，电容压降占比fCd与活性一致。对不同催化剂，考察cM，cT或pM，cM，fCd与活性不一致，这与多价态锰参与非法拉第过程有关。