目前的催化剂对乙醇电氧化的活性较低,且C-C键难以断裂,使得完全氧化的过程不容易进行,导致燃料利用效率大大降低,升高温度可以提高反应速率和增强质量的输运。本工作用经典电化学方法和电化学原位红外光谱跟踪不同温度下乙醇的电氧化过程,揭示不同温度下乙醇的电催化氧化机理,考察升高温度是否有利于C-C键的断裂。(1)运用温控电极开展了不同温度下原位红外光谱的研究。由于实验中的薄层溶液温度与电极加热温度存在差异需要校准温度,用电势测温法进行温度的校准,通过实验中不同温度下的电位换算得到电极表面温度。实验得出控温仪器加热温度Th与电极表面温度Ts的关系为Ts=0.57Th+7.71(30℃<Th≤50℃);Ts=0.62Th+5.12(50℃<Th≤80℃),通过误差分析得出最大温差为1℃。(2)温控电极应用在乙醇电氧化的原位红外光谱中。首先探讨商业Pt/C和PtRu/C催化剂在不同温度乙醇溶液中的循环伏安图,可以明显看到随着温度的升高整体氧化电流增大,起始电位、峰电位均负移,说明热活化使得氧化反应更容易进行;第一个峰电流与第二个峰电流的比值用于评估CO2的选择性,商业Pt/C催化剂上65℃比25℃比值提高了30%,说明高温有利于CO2的产生。然后探讨了乙醇在不同温度溶液中的原位红外光谱,对比50℃和25℃的红外谱图,我们发现在商业Pt/C和PtRu/C催化剂上CO2起始电位分别负移200 mV、150 mV,说明高温在更低的电位提供含氧物种;而CH3CHO、CH3COOH起始电位不随温度变化,只受催化剂的影响,在PtRu/C催化剂上起始电位都比商业Pt/C催化剂上低150 mV,是因为Ru的存在使得C-H键的结合能降低且在更低电位提供含氧物种。用CO2与CH3COOH的积分面积比来评估CO2选择性,发现高温低电位其选择性最高,说明高温有利于完全氧化CO2的形成,而高电位表面吸附含氧物种占据了活性位阻碍C-C键断裂。同条件下商业Pt/C催化剂比PtRu/C催化剂选择性高,因为Ru吸附更多-OH含氧物种有利于乙酸的形成且阻碍C-C键断裂。