电化学测试方法

1、电化学测试一般步骤：1. 玻璃仪器、对电极清洗三口电解池，棕色容量瓶（高氯酸），容量瓶（硫酸），烧杯，移 液管先用自来水冲洗干净后，加入洗洁精放在超声池中超声半小时， 再用自来水冲洗3-4次，然后用超纯水冲洗3-4次，沥干，放入铬酸 清洁液24h以上，取出后用超纯水清洗 3-4次，再存放在1M的硝酸 溶液中，用前取出用超纯水冲洗 3次，晾干。Pt对电极清洁，在1M硝酸溶液中扫2次C乂或，50圈,200mV/S， 扫完一次之后再更换溶液接着再扫，直到氢的吸脱附区形状 ,10圈， 200mV/S）（3个特征峰全出），用完之后再放置在1M硝酸溶液中保存。碳棒电极，先清洗，然后在1M硝酸溶液中扫CV（

2、或，50圈）， 用完之后再放置在11M硝酸溶液中保存。2. HCI04L）溶液配置现配现用。取1L的棕色容量瓶，用超纯水清洗多遍（至少3遍）， 用干净并且干燥的移液管移取 8ml %优级纯高氯酸（进口的高氯酸， 3个月用完，分解出氯离子）至容量瓶中，定容。买一个pH计。跟大化所一款的移液枪。3. 参比校正所有的电解池、参比电极、对电极在测试前用 L HClO4润洗3 次。在含有电解液的五口烧瓶中通氢气 1h至饱和，以Pt丝为对电 极和工作电极，待校正参比电极为参比电极，（1）直接读三电极体系 的开路电压，开路电压就是参比电极的电位；（2）扫CV先测开路电压，然后在开路电压正负10mV区间来扫C

3、V扫描速度1mV/s，电 压稳定时电流为0处所对应的电压值为参比电极校正电位。参比电极应每天测试前校正防止电位漂移。4. 工作电极准备抛光粉和麂皮电极打磨处理，最细的 AI2O3,走8字30次，水洗、硝酸 洗、碱洗、醇洗，盖帽子，照出人影。墨水滴制备：称量2mg催化剂样品放入试管中，再用移液枪 加入800微升乙醇和5微升5%Nafion溶液，超声混合30min-60min， 到样品均匀分散到溶液中为止。（以20%业Pt/C，载量为5ug为例）墨水滴制备：称量2mg催化剂样品放入试管中，再用移液 枪加入800微升乙醇，超声混合30min-60min，到样品均匀分散到溶 液中为止。再滴1滴勺Naf

4、ion到电极表面。（以20%业Pt/C，载 量为5ug为例）控制浓度：催化层涂覆：用移液枪移取10卩L混合液，分多次涂覆在 玻碳电极表面，干燥后待用。（如下图）表面有气泡:5. 电极极化（活化催化剂）取 HCLO4 溶液于三口瓶中， Pt 丝为对电极， Ag/AgCl 电 极为参比电极，涂覆了样品的玻碳电极为工作电极，在N2饱和HCI04 溶液中循环伏安扫描 50-100 圈，使催化剂活化，扫描范围是 , 扫描 速度是50mV/s。再更换溶液扫CV 20-30圈，6. 极化曲线测定在02饱和HCIO4溶液中进行氧还原极化曲线测试，先从 扫到0V，然后再从0V扫到，扫描速率10mV/s,取0V扫

5、到的数值 绘制极化曲线。 此测试是于旋转圆盘电极上进行， 转速设为 1600rpm。7 甲醇氧化测试活化完之后在N2饱和的HCIO4+ CH3OH溶液中进行甲醇氧化 的测试，电位区间一般为（） ，扫描 30-50 圈（根据样品需求），扫描 速度为 50 mV/s.8. 稳定性测试（老化前，老化，老化后）（老化前）CV取HCIO4溶液于五口瓶中，Pt丝为对电极， Ag/AgCI 电极为参比电极， 涂覆了样品的玻碳电极为工作电极， 在 N2 饱和HCIO4溶液中循环伏安扫描50-100圈，使催化剂活化，扫描范 围是 , 扫描速度是 50mV/s。 LSV: 极化曲线测定，在 02饱和 HCI04

6、溶液中进行氧还原极化曲线测试， 先从 扫到 0V ，然后再从 0V 扫到， 扫描速率10mV/s,取以0V扫到的数值绘制极化曲线。（老化）N圈CV曲线和极化曲线测试。将极化曲线测试后的 电极在02饱和HCIO4溶液中进行循环伏安扫描，扫描电位区间 Vs. RHE扫描速度50mV/s扫描圈数N圈。（老化后）CV将 N圈扫描后的电极在N2饱和HCIO4溶液中 循环伏安扫描活化5-100圈，扫描电位区间Vs. RHE，扫速50mV/s 的条件下。LSV:然后再在02饱和HCIO4溶液中进行氧还原极化曲 线测试，先从 扫到0V，然后再从0V扫到，扫描速率10mV/s,取 以 0V 扫到的数值绘制极化曲

7、线注意事项：1、 测试过程中，图形噪音太大， 可能是因为旋转圆盘与玻碳电极 接口没有拧好，或是接口处沾水。处理方法：取下玻碳电极， 将接口处小心擦拭干净，重新装上旋转圆 盘。（夹子要定期除锈）2、旋转圆盘电极在开启旋转需要从低转速下慢慢升至高转速， 不能直接从 0r/s 升至 1600r/s ，以免对设备造成损坏。3、在测LSV时，氧气一定要通饱和，一般氧气通 1h以上。同时，测试时， 通气管气体流量不能太大，以免影响测试数据或冲掉 玻碳电极上的样品。4 、老化过程中，由于一需要的时间都比较长，高氯酸见光容易 分解从而影响实验的结果， 故测试中应用锡箔纸将五口瓶封住， 使高 氯酸处于避光的环境

8、。5、如遇到测试时曲线出现明显异常，或无电流。可取下电极夹 头，重新夹上，可能是由于接头接触不良导致。6、甲醇氧化测试过程中， 甲醇可能会因为气体的通入而被带走， 从而影响测试结果，所以，测试时尽量采取密闭的操作环境。7、测试中催化剂中毒的原因：铂丝电极可能会被污染； 高氯酸的瓶子不干净， 其他人可能配含 有有机物的溶液 . 超纯水可能出现问题；注意氯离子污染。数据后处理过程:(1) 粒径大小测量：通过TEM看颗粒是否发生团聚(2) 催化剂的晶型结构：通过测试 XRD判断催化剂的合金化程度 以及其晶型结构。(3) 电极催化剂含量测试(ICP):电化学测试完成后，将催化剂从电极上超声下置于坩埚中

9、，等干燥后，在马弗炉中900 C煅烧30min,然后用王水煮30mi到金属全部溶解，转移至100 mL容量瓶 中，定容。然后进行电感耦合等离子体(ICP)测试，取25ul 1000ug/ mL的Pt标准溶液于250 mL容量瓶中，定容后浓度为 mL,再取上述 溶液 10 mL、20 mL、30 mL、40 mL、50 mL于 100 mL 容量瓶中，定 容，浓度分别为、mL。以标准溶液做曲线，然后测试待测液浓度，计算电极催化剂中Pt的含量。(4) 催化剂的电化学活性表面积(ECSA是通过CO容入来计算的， 工作电极先在HCIO4中通入CO气体10min,然后在N2饱和的HCIO4 溶液中扫CV进行脱附，扫描范围为 RHE下扫描10圈，下式进而计算出催化剂中Pt的ECSA(1)ECSA 二其中， (mC)是CO容入峰的积分面积得到总的电量，mC cm-2是CO单层吸附到催化剂表面的电荷，Pt是负载到电极表面催化剂的 质量，单位是g/m2。(5) IR-free 校正：校正后的电位二实际测试电位-阻抗测试电 阻*实际测试电流，用校正后的电流密度和电位做图。(6) 质量活性计算：通过IR-free校正后的极化曲线先计算出 动