导读:本文包含了振荡电催化氧化论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:电催化氧化,振荡,硫沉积斑图,时空动力学
振荡电催化氧化论文文献综述
杨加平[1]（2015）在《硫化钠电催化氧化振荡硫沉积机理分析与时空自组织》一文中研究指出硫化钠电催化氧化过程存在复杂的时空动力学行为。本文采用电化学方法系统地研究了硫化钠在铂电极上的电催化氧化动力学过程并分析了其N-NDR区域振荡动力学机理。同时结合同步CCD图像传感器实时地监测电极表面硫沉积与溶解过程,观察到了丰富的硫沉积时空斑图,包括前沿波、硫沉积与溶解的协同化、螺旋波、脉冲波、协同与脉冲交替和共存结构以及过钝化区域的协同与硫沉积闪烁斑点交替结构等。硫化钠电催化氧化过程可表现出N-NDR和HN-NDR两种类型的振荡行为。在电流振荡过程中,电极表面单质硫的形成过程也相应地表现出周期性的沉积与溶解,而且不同的条件下硫沉积斑图结构有所不同。首先研究了物种浓度对振荡和硫沉积斑图的影响,发现硫离子作为引起振荡的负反馈物种,消耗电极表面的铂氧化物,其氧化产物单质硫能够占据活性位点抑制铂氧化物的形成。随着硫离子浓度的增大,在动力学曲线的正斜率区域体系由稳态逐渐演变为HN-NDR振荡,从而电极表面的硫沉积斑图由沉积前沿波向硫沉积与溶解的协同化转变;在电流-电势曲线负斜率区域,硫离子的传质限制步骤作为负反馈消耗铂氧化物,动力学特征由电流密度小幅波动逐渐转变为大幅振荡,而且振荡对应的电位范围、周期和振幅都随着硫离子浓度的增大而增大,斑图也相应地由局部脉冲波转变为整体硫沉积与溶解的协同化。相反,氢氧根离子直接参与铂电极表面铂氧化物的形成,作为引起振荡的正反馈物种促进体系NDR过程。在整个动力学曲线上,随着氢氧根离子浓度的增大,HN-NDR和N-NDR振荡都被抑制。HN-NDR振荡演变为稳态,而且硫离子的起始氧化电位负移;N-NDR振荡对应的电位区间、振幅和周期都减小。N-NDR振荡区域中斑图由硫沉积与溶解的协同化转变为局部脉冲波,而且脉冲波的波壁宽度随着氢氧根离子浓度的增大而减小。氯离子作为金属电极强吸附物种在硫化钠电化学体系中引入了另一NDR过程。在正斜率区域促进了HN-NDR振荡,导致电极表面的硫沉积斑图由沉积前沿波转变为协同化现象;在负斜率区域的N-NDR振荡,随着氯离子浓度的增大,振幅增大、电位正向移动,在该振荡区域中的脉冲波波壁宽度减小。而且由于氯离子在体系中引入另一个正反馈过程,因此在多反馈耦合的作用下,体系表现出不同时间尺度振荡的共存现象,从而在电极表面形成了大波长协同化和小波长脉冲波的共存结构。其次,研究了外加电阻对振荡和硫沉积斑图的影响,发现在硫化钠电催化氧化过程中外加串联电阻一方面能够促进体系正斜率区域的HN-NDR振荡,另一方面抑制了负斜率区的N-NDR振荡,使其逐渐衰减直至达到稳态。同时由于外阻的作用,体系中能够同时存在多个HN-NDR和N-NDR振荡,两种动力学行为的相互耦合导致了复杂振荡和局部脉冲与整体协同化交替斑图的产生。在过钝化区域的HN-NDR振荡,更高价态的铂氧化物以及析出的氧气可能直接参与硫离子的氧化过程,引起多反馈耦合的复杂时空结构。最后,在实验的基础上,提出了硫化钠电催化氧化动力学机理模型。电极电势的自催化过程促进铂氧化物的形成而引起体系动力学负微分阻抗,即双电层电势正反馈;氢氧根离子和硫离子分别作为正负反馈物种促进和抑制铂氧化物的形成,单质硫的吸附和硫离子的极限扩散作为两种振荡反应的负反馈过程。正负反馈的耦合作用使得体系表现出HN-NDR和N-NDR两种类型的振荡。根据该反应机理,结合电化学回路的电流平衡、物种平衡和硫吸附的电势平衡建立了一个叁变量模型,并且对该叁变量模型进行无量纲化,定性地模拟和解释了硫离子、氢氧根离子和外加电阻对体系动力学的影响,并得到了与实验结果类似的硫沉积斑图,证明了机理的合理性。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2015-06-03）
黄炜[2]（2009）在《微/纳米功能材料的电化学制备与生物/有机小分子的振荡电催化氧化》一文中研究指出纳米材料由于其特殊的结构以及由此产生的一系列纳米效应,决定了其具有不同于普通材料的新异性质,广泛应用于能源、化工、电子等领域。目前,人们已能利用各种方法来制备纳米材料。其中,电化学方法制备纳米材料具有反应条件温和、可控性好、适用范围广等优点,是一种有前途的纳米材料制备方法。同时,生物/有机小分子的电氧化研究不仅在电化学吸脱附、电化学反应等表面过程具有基础理论研究价值,而且能促进与之相关的生物分析、能源转化利用等方面的实际应用。纳米材料上生物/有机小分子的振荡电催化氧化研究,对于认识和理解纳米材料上的电极过程,丰富非线性动力学,均具有重要的科学意义。本学位论文发展了一些新颖、便捷的电化学方法,用来制备诸如纳米粒子、微/纳米多孔金属和纳米多孔氢氧化物薄膜等功能材料,发现和系统研究了纳米多孔薄膜电极材料上多种生物/有机小分的振荡电催化氧化反应与机理。主要内容如下:1.系统综述了微/纳米材料的制备和应用,生物/有机小分子的电催化氧化及电化学振荡相关的文献。2.报道了一种在NaOH空白液中,通过方波电势脉冲技术对光亮Au基底实施表面重建来便捷制备多功能叁维梯度多孔Au膜的新方法。制备过程涉及Au的氧化-还原和强析氢反应。Au表面经氧化-还原产生Au纳米粒子,在氢气泡动态模板的导向作用下组装成多孔结构。该方法绿色、方便、经济,既不需要在溶液中引入Au(Ⅲ)物种和添加剂,也无需去模板处理,即可在Au表面构建叁维多孔结构。用扫描电镜(SEM)表征了孔的形成与演化。该叁维多孔Au膜具有多功能:①对乙醇、葡萄糖和抗坏血酸等燃料/生物分子的电氧化表现出高的电催化活性;②叁维多孔Au膜具有强且稳定的表面增强拉曼散射(SERS)效应,且拉曼活性易更新;③当多孔膜表面修饰单层硫醇后,由超亲水转变为超疏水。3.用氢气泡模板法直接电沉积,成功制备了贵金属Au、Pd和AuPd合金多孔膜。NaOH介质中氢气泡高的稳定性,以及强阴极条件下Au(Ⅲ)物种高的还原速率,使得Au以跨泡方式电沉积,形成叁维微/纳米多孔结构。而在HCl介质中,Au、Pd或AuPd以气泡间隙填充方式电沉积,形成二维微/纳米多孔结构。用SEM表征了上述多孔结构。X-射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)揭示了多孔膜的组成。电化学测试表明贵金属多孔膜具有高比表面积,对低碳醇的电氧化表现出高的电催化活性。而且,多孔膜表面修饰硫醇后具有超疏水性。4.发展了一种利用方波电势脉冲或交流电技术在NaOH空白溶液中电化学分散纯Pt丝新方法,制备出Pt的水溶胶。在电势扰动过程中,Pt表面经氧化-还原产生的Pt原子重排形成团簇和纳米粒子,在析氢作用下,分散于底液中。运用上述策略,溶液中无需任何前驱体离子和还原剂,且在温和的条件下,实现了干净Pt粒子的绿色、简易合成。而且,采用两电极系统对两根Pt丝实施成对电解,可同时产生Pt溶胶。用SEM、TEM和XRD对Pt纳米粒子进行了表征。所制备的Pt纳米粒子对乙醇的电催化氧化具有高活性,并有一定的SERS效应。5.通过阴极电沉积法制备了纳米多孔Ni(OH)_2薄膜(NHNF)。系统研究了该多孔薄膜上多种氨基酸(α-丙氨酸、丙氨酸、赖氨酸、甘氨酸、丝氨酸、精氨酸)和甘肽的振荡电催化氧化反应。用时间分辨和电势调制拉曼光谱在分子水平上原位监测了上述电催化过程。实验结果表明:①NHNF作为有效的电子传递体,对上述生物分子的电氧化有较高的电催化活性:②α-氨基酸的电氧化经历脱羧和氨基转化为腈的过程;③该电氧化受扩散传质控制。首次观察到上述生物分子在NHNF上电氧化时的电势和电流振荡。周期性析氧对振荡的产生起关键作用,即极限扩散控制下反应物分子在电极表面的氧化耗尽引发析氧,由此又产生搅拌对流作用使其表面浓度得以恢复,析氧停止,如此循环,产生振荡。6.在所制备的叁维多孔Au薄膜(PGF)上,通过阴极沉积方法分别修饰Ni或Pt,制备出Ni/PGF或Pt/PGF修饰电极。分别研究了碱性下Ni/PGF对叁种生物分子(抗坏血酸、葡萄糖和甘氨酸)和酸性下Pt/PGF对甲酸的的振荡电催化氧化过程。结果表明,Ni/PGF对生物分子的电氧化有较高的电催化活性,电氧化受扩散传质控制,且首次发现这些体系中均能产生电势振荡。其中,葡萄糖和抗坏血酸的电势振荡分为小振幅和大振幅两种:前一振荡出现在析氧前,主要与强吸附中间体的形成与去除有关,为电化学反应与表面过程耦合型;后一振荡伴随周期性析氧,主要源于表面浓度的极限扩散消耗与析氧引起表面浓度的对流恢复,归于电化学反应与扩散对流传质耦合型。甘氨酸的电氧化仅出现第二类振荡。Pt/PGF电极对甲酸的电催化活性随铂修饰量增加而降低,涉及表面过程为主的电势振荡则变得容易发生。这主要由于低Pt量时甲酸氧化以直接过程为主,毒化中间体CO_(ad)的形成受到抑制,体系无明显负反馈;高Pt量时甲酸氧化以间接过程为主,解离吸附的CO_(ad)的毒化作用使负反馈增强,且与强的正反馈(CO_(ad)的去除)匹配,在特定电流范围内产生电势振荡。7.运用循环伏安交叉环判据,观测到生物分子在Pt、Ag电极上的电氧化振荡。其中,半胱氨酸在Pt上进行阳极氧化时,在较低的电势范围内出现振荡。考察并分析了溶液中各组分(半胱氨酸、H~+、Cl~-)浓度对振荡的影响。半胱氨酸可经半胱氨酸自由基氧化成胱氨酸或经半胱氨酸自由基氧化成RSO_3~-而振荡的产生可能源于一对正负反馈,即自由基在铂表面的形成与去除。一定浓度的Cl~-有助于平衡正负反馈而产生振荡。多种生物分子(甲硫氨酸、精氨酸、赖氨酸、抗坏血酸和葡萄糖)在Ag电极上电氧化也出现电化学振荡,且均与析氧过程有关,推测振荡主要源于生物分子的极限扩散氧化和析氧引起对流恢复。电势振荡和析氧过程可改变银电极表面形貌,继而对振荡也有一定影响。(本文来源于《湖南师范大学》期刊2009-05-01）
唐轶婷,赵国华,陈蕊,耿榕,胡惠康[3]（2008）在《纳米铂微粒修饰电极上甲醛电催化氧化的电位振荡和电流振荡》一文中研究指出通过阴极还原-阳极氧化法制备了钛基纳米铂微粒修饰电极,扫描电镜观察发现,分布于钛基体表面的氧化钛膜叁维网状孔道中的纳米铂微粒具有高度分散状态.采用多种电化学手段在该电极上不仅观察到甲醛在恒电流条件下产生的电位振荡,而且在循环伏安和恒电位两种条件下均观察到强烈的电流振荡,这进一步证明高度分散的纳米铂微粒使电极的催化活性大大提高,促进了甲醛及其毒化中间产物的电催化氧化过程,从而有利于电极上电化学振荡的产生.研究结果还表明,甲醛底物浓度、硫酸介质浓度、恒电位或恒电流大小等多种因素对振荡强度、范围或类型会产生规律性的影响.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2008年04期）
杨灵法,侯中怀,辛厚文[4]（1999）在《一氧化碳在Pt(110)面催化氧化过程中化学振荡和化学混沌》一文中研究指出通过对基元化学反应过程的分析，建立了描述一氧化碳在铂的单晶表面上催化氧化的动力学模型，该模型可以再现实验上所观测到的化学振荡现象，以及动力学相变规律。若将该化学振子，置于控制参量的周期性开关驱动之下，随驱动频率的不同，体系可表现出各种周期振荡，甚至混地。通向混地的途径是倍周期分叉，并以逆倍周期分又退出混沌，回到周期振荡，并可进一步发展到单稳态。这一现象表明，表层原子结构相变的相对迟缓是体系表现出复杂动力学行为的原因，对结构相变的深入研究可能会提供解释实验上自治系统表现出混沌现象的有力证据。(本文来源于《化学物理学报》期刊1999年02期）
王乐夫,吴国华,庞先燊,黄仲涛[5]（1992）在《在 Pt/γ-Al_2O_3上丙烯多相催化氧化的自激振荡》一文中研究指出实验研究了 C_3H_6在 Pt/γ-Al_2O_3上氧化的非稳态现象。考察了反应参数变化对体系稳定性的影响。特别注重检测了变参数过程中动力学行为的演变。通过对比催化剂表面的温度振荡和产物中 CO_2的浓度振荡观察到各种复杂的非稳态过程,加深了对产生化学振荡的机理认识。并提出了简化的7步机理模型来解释振荡行为。在这一机理中,通过 Pt 相的氧化还原循环来说明催化剂活性的循环导致了振荡态的出现。(本文来源于《化学反应工程与工艺》期刊1992年02期）
王乐夫,徐可岱[6]（1989）在《CO催化氧化中自振荡过程的动力学研究》一文中研究指出研究了反应体系的不稳定性和参数空间的分支状态。讨论了CO在负载钯催化剂上氧化的反应机理,并对系统的分支过程进行了动力学分析.(本文来源于《天然气化工(C1化学与化工)》期刊1989年04期）
黄仲涛,姚德洪,庞先燊[7]（1987）在《甲醇在 K-■分子筛上催化氧化过程的化学振荡》一文中研究指出在微型反应器与红外分析联合装置上,考察了甲醇在 K—Y 分子筛上催化氧化过程的表面振荡行为。在消除了外界干扰因素的影响和在反应条件较大的范围内;温度200～680℃、氧醇比0.5～7.0、空速8000～70000h~(-1)测定了处于稳定条件时催化剂显示的表面热化学振荡;连续检测了反应产物——二氧化碳的浓度振荡;考察了温度、氧醇比、空速等条件对振荡行为的影响,并对多相催化过程所产生的化学振荡现象进行了初步讨论。(本文来源于《化学反应工程与工艺》期刊1987年02期）
周廷蔚,王乐夫[8]（1984）在《甲醇催化氧化反应中持久振荡的存在性》一文中研究指出本文对甲醇催化氧化反应模型中感兴趣的区域给出存在唯一静止态的简使判则,并证明了持久振荡的存在。(本文来源于《华南工学院学报》期刊1984年02期）
振荡电催化氧化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
纳米材料由于其特殊的结构以及由此产生的一系列纳米效应,决定了其具有不同于普通材料的新异性质,广泛应用于能源、化工、电子等领域。目前,人们已能利用各种方法来制备纳米材料。其中,电化学方法制备纳米材料具有反应条件温和、可控性好、适用范围广等优点,是一种有前途的纳米材料制备方法。同时,生物/有机小分子的电氧化研究不仅在电化学吸脱附、电化学反应等表面过程具有基础理论研究价值,而且能促进与之相关的生物分析、能源转化利用等方面的实际应用。纳米材料上生物/有机小分子的振荡电催化氧化研究,对于认识和理解纳米材料上的电极过程,丰富非线性动力学,均具有重要的科学意义。本学位论文发展了一些新颖、便捷的电化学方法,用来制备诸如纳米粒子、微/纳米多孔金属和纳米多孔氢氧化物薄膜等功能材料,发现和系统研究了纳米多孔薄膜电极材料上多种生物/有机小分的振荡电催化氧化反应与机理。主要内容如下:1.系统综述了微/纳米材料的制备和应用,生物/有机小分子的电催化氧化及电化学振荡相关的文献。2.报道了一种在NaOH空白液中,通过方波电势脉冲技术对光亮Au基底实施表面重建来便捷制备多功能叁维梯度多孔Au膜的新方法。制备过程涉及Au的氧化-还原和强析氢反应。Au表面经氧化-还原产生Au纳米粒子,在氢气泡动态模板的导向作用下组装成多孔结构。该方法绿色、方便、经济,既不需要在溶液中引入Au(Ⅲ)物种和添加剂,也无需去模板处理,即可在Au表面构建叁维多孔结构。用扫描电镜(SEM)表征了孔的形成与演化。该叁维多孔Au膜具有多功能:①对乙醇、葡萄糖和抗坏血酸等燃料/生物分子的电氧化表现出高的电催化活性;②叁维多孔Au膜具有强且稳定的表面增强拉曼散射(SERS)效应,且拉曼活性易更新;③当多孔膜表面修饰单层硫醇后,由超亲水转变为超疏水。3.用氢气泡模板法直接电沉积,成功制备了贵金属Au、Pd和AuPd合金多孔膜。NaOH介质中氢气泡高的稳定性,以及强阴极条件下Au(Ⅲ)物种高的还原速率,使得Au以跨泡方式电沉积,形成叁维微/纳米多孔结构。而在HCl介质中,Au、Pd或AuPd以气泡间隙填充方式电沉积,形成二维微/纳米多孔结构。用SEM表征了上述多孔结构。X-射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)揭示了多孔膜的组成。电化学测试表明贵金属多孔膜具有高比表面积,对低碳醇的电氧化表现出高的电催化活性。而且,多孔膜表面修饰硫醇后具有超疏水性。4.发展了一种利用方波电势脉冲或交流电技术在NaOH空白溶液中电化学分散纯Pt丝新方法,制备出Pt的水溶胶。在电势扰动过程中,Pt表面经氧化-还原产生的Pt原子重排形成团簇和纳米粒子,在析氢作用下,分散于底液中。运用上述策略,溶液中无需任何前驱体离子和还原剂,且在温和的条件下,实现了干净Pt粒子的绿色、简易合成。而且,采用两电极系统对两根Pt丝实施成对电解,可同时产生Pt溶胶。用SEM、TEM和XRD对Pt纳米粒子进行了表征。所制备的Pt纳米粒子对乙醇的电催化氧化具有高活性,并有一定的SERS效应。5.通过阴极电沉积法制备了纳米多孔Ni(OH)_2薄膜(NHNF)。系统研究了该多孔薄膜上多种氨基酸(α-丙氨酸、丙氨酸、赖氨酸、甘氨酸、丝氨酸、精氨酸)和甘肽的振荡电催化氧化反应。用时间分辨和电势调制拉曼光谱在分子水平上原位监测了上述电催化过程。实验结果表明:①NHNF作为有效的电子传递体,对上述生物分子的电氧化有较高的电催化活性:②α-氨基酸的电氧化经历脱羧和氨基转化为腈的过程;③该电氧化受扩散传质控制。首次观察到上述生物分子在NHNF上电氧化时的电势和电流振荡。周期性析氧对振荡的产生起关键作用,即极限扩散控制下反应物分子在电极表面的氧化耗尽引发析氧,由此又产生搅拌对流作用使其表面浓度得以恢复,析氧停止,如此循环,产生振荡。6.在所制备的叁维多孔Au薄膜(PGF)上,通过阴极沉积方法分别修饰Ni或Pt,制备出Ni/PGF或Pt/PGF修饰电极。分别研究了碱性下Ni/PGF对叁种生物分子(抗坏血酸、葡萄糖和甘氨酸)和酸性下Pt/PGF对甲酸的的振荡电催化氧化过程。结果表明,Ni/PGF对生物分子的电氧化有较高的电催化活性,电氧化受扩散传质控制,且首次发现这些体系中均能产生电势振荡。其中,葡萄糖和抗坏血酸的电势振荡分为小振幅和大振幅两种:前一振荡出现在析氧前,主要与强吸附中间体的形成与去除有关,为电化学反应与表面过程耦合型;后一振荡伴随周期性析氧,主要源于表面浓度的极限扩散消耗与析氧引起表面浓度的对流恢复,归于电化学反应与扩散对流传质耦合型。甘氨酸的电氧化仅出现第二类振荡。Pt/PGF电极对甲酸的电催化活性随铂修饰量增加而降低,涉及表面过程为主的电势振荡则变得容易发生。这主要由于低Pt量时甲酸氧化以直接过程为主,毒化中间体CO_(ad)的形成受到抑制,体系无明显负反馈;高Pt量时甲酸氧化以间接过程为主,解离吸附的CO_(ad)的毒化作用使负反馈增强,且与强的正反馈(CO_(ad)的去除)匹配,在特定电流范围内产生电势振荡。7.运用循环伏安交叉环判据,观测到生物分子在Pt、Ag电极上的电氧化振荡。其中,半胱氨酸在Pt上进行阳极氧化时,在较低的电势范围内出现振荡。考察并分析了溶液中各组分(半胱氨酸、H~+、Cl~-)浓度对振荡的影响。半胱氨酸可经半胱氨酸自由基氧化成胱氨酸或经半胱氨酸自由基氧化成RSO_3~-而振荡的产生可能源于一对正负反馈,即自由基在铂表面的形成与去除。一定浓度的Cl~-有助于平衡正负反馈而产生振荡。多种生物分子(甲硫氨酸、精氨酸、赖氨酸、抗坏血酸和葡萄糖)在Ag电极上电氧化也出现电化学振荡,且均与析氧过程有关,推测振荡主要源于生物分子的极限扩散氧化和析氧引起对流恢复。电势振荡和析氧过程可改变银电极表面形貌,继而对振荡也有一定影响。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
振荡电催化氧化论文参考文献
[1].杨加平.硫化钠电催化氧化振荡硫沉积机理分析与时空自组织[D].中国矿业大学.2015
[2].黄炜.微/纳米功能材料的电化学制备与生物/有机小分子的振荡电催化氧化[D].湖南师范大学.2009
[3].唐轶婷,赵国华,陈蕊,耿榕,胡惠康.纳米铂微粒修饰电极上甲醛电催化氧化的电位振荡和电流振荡[J].高等学校化学学报.2008
[4].杨灵法,侯中怀,辛厚文.一氧化碳在Pt(110)面催化氧化过程中化学振荡和化学混沌[J].化学物理学报.1999
[5].王乐夫,吴国华,庞先燊,黄仲涛.在Pt/γ-Al_2O_3上丙烯多相催化氧化的自激振荡[J].化学反应工程与工艺.1992
[6].王乐夫,徐可岱.CO催化氧化中自振荡过程的动力学研究[J].天然气化工(C1化学与化工).1989
[7].黄仲涛,姚德洪,庞先燊.甲醇在K-■分子筛上催化氧化过程的化学振荡[J].化学反应工程与工艺.1987
[8].周廷蔚,王乐夫.甲醇催化氧化反应中持久振荡的存在性[J].华南工学院学报.1984