Прогресс в понимании механизмов электроокисления метанола и муравьиной кислоты на...

36 с.

Pеакции электроокисления метанола и муравьиной кислоты относятся к числу важнейших модельных электрокаталитических процессов и используются в низкотемпературных прямых топливных элементах. Механизмы электроокисления данных веществ интенсивно исследуются уже в течение многих десятилетий. Значительный прогресс в этой области достигнут благодаря комбинированному применению электрохимических методов, методов in situ инфракрасной спектроскопии и дифференциальной электрохимической масс-спектрометрии, изотопно-кинетического метода, ab initio расчетов с использованием теории функционала плотности и сопоставлению с результатами газофазных исследований. Принципиально важную роль в понимании механизма процессов сыграло использование граней монокристаллов и поверхностей с заданным соотношением террас, ступеней и кинков. Это позволило интерпретировать информацию, накопленную для катализаторов, представленных наночастицами металлов, и выявить роль структурных и размерных факторов в электрокатализе. Наибольшее внимание уделено природе адсорбатов и интермедиатов, детализации маршрутов реакций, механизму возможных медленных стадий, рН эффектам, роли природы аниона в кислых и катиона в щелочных растворах. Подчеркнуто влияние загрузки катализатора и стадийности процессов электроокисления на эффективность работы практических топливных элементов. Анализируются механизмы Лангмюра–Гиншельвуда и Илеа–Риделя в применении к процессам электроокисления и некоторые особенности электроокисления СО-адсорбата. Обсуждаются данные о механизме взаимодействия между адсорбированным кислородом и С1-соединениями. Рассматриваются особенности процессов на биметаллических поверхностях и cтратегии дизайна катализаторов на основе представлений о механизме процессов, контроля структуры/состава поверхности и специфической декорации адатомами металлов. Сформулированы некоторые актуальные направления исследований для дальнейшего углубления в механизмы электроокисления С1-соединений.

адсорбаты, интермедиаты, метанол, муравьиная кислота, схемы реакций, теория функционала плотности, электроокисление

Русский

Электрохимия. – 2019. – Т. 55, № 1. – С. 3–38.