论文部分内容阅读
本文采用化学法,以过硫酸铵为氧化剂,对甲基苯磺酸为掺杂剂合成了聚苯胺(PANI)及稀土氧化物(REmOn,RE=La,Ce)复合纳米材料,用扫描电镜表征了材料形貌,用标准四探针法测定了材料的电导率。结果表明,用化学法合成的聚苯胺/稀土氧化物(PANI/REmOn=La,Ce)复合材料的粒径约100nm,电导率大于10-1S·cm-1。
将PANI/REmOn(RE=La,Ce)复合纳米材料溶于间甲酚中,超声分散20min,在预先处理好的ITO导电玻璃表面制得PANI/REmOn(RE=La,Ce)复合纳米材料薄膜电极(PANI/REmOn/ITO)。用循环伏安(CV)法研究了此薄膜电极在不同浓度的盐酸、硫酸及磷酸中的电化学活性。CV实验结果表明,随着酸浓度的增大,PANI的氧化还原峰电流增大,而0.5V附近PANI在盐酸和硫酸水溶液中的降解电流逐渐减小。说明酸浓度较高时稀土氧化物(REmOn,RE=La,Ce)的掺杂可有效的抑制PANI在盐酸和硫酸水溶液中的电化学降解。比较而言,在相同浓度的盐酸、硫酸或磷酸水溶液中,PANI/CeO2/ITO的电化学稳定性比PANI/La2O3/ITO的电化学稳定性好。
采用原位聚合法在Pt电极表面制得PANI/REmOn(RE=La,Ce)透明薄膜电极(PANI/REmOn/Pt)。以此为工作电极,Pt片为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,采用CV法测定了PANI/REmOn/Pt对甲醇及甲酸氧化反应的电化学催化性能。结果表明,PANI/REmOn/Pt对甲醇和甲酸氧化反应有较好的电化学催化作用。在甲醇与硫酸混合水溶液中,氧化峰电流的对数log(|ipa|/mA·cm-2)与峰电位Epa之间呈线性关系,线性相关系数大于0.998。根据CV测试结果可计算出电极反应速率公式k=ksexpanF(E-E0/RT)中标准速度常数ks以及交换系数a与控制步骤反应的电子数na的乘积ana。