【摘 要】
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作为电解水反应中重要的阳极反应OER和燃料电池阳极毒性中间体CO的电氧化反应,其机理研究可为设计高效稳定的催化剂提供理论基础。异质金属催化剂具有良好的稳定性及较高催化活性因而在电催化反应领域应用广泛,而单晶电极作为模型体系其表面具有明确的原子排布和电子结构,是研究催化反应构效关系的重要体系。金属催化剂活性与其表面结构和电子结构息息相关,传统电化学手段难以从分子原子的微观角度理解反应的构效关系。本文
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作为电解水反应中重要的阳极反应OER和燃料电池阳极毒性中间体CO的电氧化反应,其机理研究可为设计高效稳定的催化剂提供理论基础。异质金属催化剂具有良好的稳定性及较高催化活性因而在电催化反应领域应用广泛,而单晶电极作为模型体系其表面具有明确的原子排布和电子结构,是研究催化反应构效关系的重要体系。金属催化剂活性与其表面结构和电子结构息息相关,传统电化学手段难以从分子原子的微观角度理解反应的构效关系。本文将利用原位电化学SERS技术研究Au@Ru表面的电氧化/还原过程以及利用电化学原位SHINERS技术分别监测Ru/Au（1 11）的电氧化过程和Sb/Bi/As-Rh（1 11）异质单晶界面上CO电氧化过程,对反应过程的中间物种进行分析验证,并结合理论计算从分子水平理解反应机理,为设计高效稳定电催化剂提供理论基础。主要内容包括:1.制备不同壳层厚度的Au@Ru并结合电化学测试以及原位电化学SERS研究pH～10溶液中Au@Ru表面的氧化还原过程,获得*OH中间物种的直接光谱证据。同时研究Au@RuO2电还原过程中pH的影响,提出了在碱性和中性条件下Au@RuO2电还原的分子反应途径。2.利用欠电位沉积的方法构建Ru/Au（111）异质单晶,并利用SHINERS技术在低波数区域监测的优势原位探究异质单晶界面电氧化过程,获得Ru和基底Au氧化过程中生成的OH中间物种信号,理解Ru/Au（111）异质单晶表面异质金属的氧化过程,为研究Ru/Au（111）异质单晶界面OER反应奠定基础。3.采用浸没法构建Sb/Bi/As-Rh（111）异质结单晶,并利用Rh（111）的氢的吸脱附峰的电量变化表征表面沉积物的覆盖度。在电化学研究中发现异质结单晶对CO电氧化的活性优于纯Rh（1 11）,并利用原位电化学SHINERs技术对Rh（1 11）本身的电氧化过程进行初步探究。
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