CTAB和HBr與鉑單晶表面相互作用的電化學(xué)和原位紅外光譜研究.pdf

1、CTAB廣泛應(yīng)用于貴金屬納米粒子的形狀控制合成，相關(guān)文獻(xiàn)中普遍認(rèn)為Br離子的選擇性吸附和刻蝕以及烷基銨陽(yáng)離子的空間阻礙作用是形成不同形狀納米粒子的原因。本論文利用表面結(jié)構(gòu)明確的單晶電極以電化學(xué)循環(huán)伏安、電化學(xué)原位紅外光譜研究了CTAB和HBr與Pt(100)、Pt(111)、Pt(110)電極表面的相互作用，著重探討了Br離子以及CTAB吸附對(duì)各單晶電極表面結(jié)構(gòu)的影響。以電化學(xué)原位紅外光譜研究了CTAB在單晶電極表面的吸附及解離。獲得的

2、主要結(jié)果如下:
　　1.CTAB在Pt表面的吸附是陰陽(yáng)離子共同吸附的狀態(tài)，Br-層在內(nèi)，烷基銨陽(yáng)離子層在外。在電位負(fù)掃過(guò)程中Br-脫附，而烷基銨陽(yáng)離子不能脫附。CTAB在三個(gè)晶面的吸附能力為Pt(100)＞Pt(111)＞Pt(110)。由此得出CTAB會(huì)優(yōu)先吸附于Pt(100)晶面上的結(jié)論，支持了納米晶體形狀控制合成中的優(yōu)先吸附機(jī)理。在Pt(100)和Pt(111)電極表面，當(dāng)上限電位達(dá)到1.1V時(shí)CTAB完全脫附。而在Pt(1

3、10)電極表面當(dāng)上限電位達(dá)到0.8V時(shí)，CTAB即可完全脫附。
　　2.在-0.25V-0.1V范圍內(nèi)，Br與H在電極表面競(jìng)爭(zhēng)吸附。在0.9V以下Br-的吸附完全抑制了OH-的吸附;0.98V處氧化峰包含Br-的氧化和Pt表面的氧化兩個(gè)過(guò)程，當(dāng)CV掃描上限電位高于0.9V時(shí)Br的競(jìng)爭(zhēng)吸附明顯抑制了Pt表面氧化。
　　3.Br-的吸脫附不會(huì)影響Pt(100)和Pt(111)電極表面結(jié)構(gòu);0.9V以下Br-的吸附完全抑制了OH-

4、的吸附，從而保護(hù)了長(zhǎng)程有序Pt(100)電極免受OH-吸脫附的刻蝕。0.9V以上由于Br-與OH競(jìng)爭(zhēng)吸附減少了Pt(100)和Pt(111)電極表面的氧化，Pt(100)電極表面結(jié)構(gòu)從長(zhǎng)程有序(100)結(jié)構(gòu)向短程有序(100)結(jié)構(gòu)和(110)臺(tái)階的轉(zhuǎn)變減弱;Pt(111)電極長(zhǎng)程有序(111)結(jié)構(gòu)向(110)臺(tái)階位和短程有序(100)位的轉(zhuǎn)變也減弱。
　　4.CTAB與Pt單晶電極的作用表面為Br-的吸脫附以及氧化還原，CTAB吸

5、附對(duì)Pt氧化的抑制程度比Br更大。在本實(shí)驗(yàn)研究的最高上限范圍內(nèi)(1.2V)，CTAB能阻止Pt(100)電極的長(zhǎng)程有序結(jié)構(gòu)向短程有序結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變;CTAB并不能阻止長(zhǎng)程有序(111)結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)Pt(111)結(jié)構(gòu)的影響表現(xiàn)為減緩了長(zhǎng)程有序(111)結(jié)構(gòu)向(110)臺(tái)階的轉(zhuǎn)變。
　　5.電化學(xué)原位紅外光譜顯示，在H吸附區(qū)間CTAB的N+與表面H成鍵而出現(xiàn)1800cm-1譜峰，隨著H的脫附此峰消失。在各電極表面N-H強(qiáng)度順序?yàn)榍騿尉щ?/p>