掃描速度、溶液pH值對PFeTPP修飾電極的直接電化學行為的影響

趙群瑤

摘? ? 要：近些年，源于人們對燃料電池陰極催化劑的研究，金屬卟啉在化學修飾電極方面得到了很大的發展。金屬卟啉具有良好的光電性能。尤其一些過渡金屬卟啉大環配合物是解決燃料電池陰極最有希望的催化劑材料[1][2]。首先采用循環伏安法制備四苯基鐵卟啉修飾電極，并對修飾電極上的導電物質PFeTPP進行紫外表征。然后研究掃描速度、溶液pH值對PFeTPP修飾電極的直接電化學行為的影響。

關鍵詞：修飾電極;溶液pH值;電化學

1? 掃描速度對PFeTPP修飾電極的直接電化學行為的影響

為研究不同掃描速度對PFeTPP修飾電極的直接電化學行為的影響，我們將PFeTPP修飾電極在N2飽和的PBS溶液中分別以50、100、150、200、300、400、500mV/s的速度進行掃描，其CV曲線對比圖如圖1所示。

PFeTPP修飾電極在不同掃速下上到下依次為：50、100、150、200、300、400、500mV/s。

為更好的理解PFeTPP修飾電極的直接電化學行為，我們將圖1中的還原峰電流與氧化峰電流分別與掃速的1/2次方進行研究，結果發現還原峰電流、氧化峰電流與掃速的1/2次方呈現如圖2圖3的關系。

圖1中表明隨著掃速的增大，還原峰電流和氧化峰電流依次增大，還原峰和氧化峰電位變化很小，還原峰電位均在-0.2V左右，氧化峰電位在0V左右。這說明該過程的電子傳遞速度較快。還原峰對應電活性Fe（III）被還原成Fe（II），氧化峰對應電活性Fe（II）被氧化成Fe（III）。

圖2可以看出，隨著掃速的增大，還原峰電流依次增大，并且陰極還原峰電流大小與掃速的1/2次方成較好的線性關系，其R2值為0.9777，這說明在實驗的掃描速度范圍內陰極還原反應是受反應粒子擴散控制的。

圖3可以看出，隨著掃速的增大，氧化峰電流也相應增大。陽極氧化峰電流大小與掃速的1/2次方成較好的線性關系，其R2達到0.9936，這也說明在實驗的掃描速度范圍內陽極氧化反應是受反應粒子擴散控制的。

2? 溶液pH值對PFeTPP修飾電極的直接電化學行為的影響

PFeTPP修飾電極的直接電化學行為來源于Fe（III）/Fe（II）氧化還原電對。為了研究PFeTPP修飾電極自身的電化學行為，我們選擇在不同pH的支持電解質溶液中，對PFeTPP修飾電極進行CV掃描，掃描結果如圖4所示。

PFeTPP修飾電極在不同pH從左到右依次為：9.2、8、6.8、6、5。

實驗發現隨著溶液pH值的升高，電極還原峰電流、氧化峰電流大小基本保持不變，但電極氧化峰電位和還原峰電位均向負電位方向移動，這是由于在Fe（III）還原為Fe（II）時有H+參加，因此pH值越大電位越負。

參考文獻：

[1] 李旭光.2002.博士論文.直接甲酵燃料電池耐甲醇氧還原電催化劑的研究，中國科學院長春應用化學研究所.

[2] 申燕.2003.博士論文.多層膜組裝及其電催化研究，中國科學院長春應用化學研究所.