电化学测试方法

电化学测试一般步骤：

1.玻璃仪器、对电极清洗

三口电解池，棕色容量瓶（高氯酸），容量瓶（硫酸），烧杯，移液管先用自来水冲洗干净后，加入洗洁精放在超声池中超声半小时，再用自来水冲洗3-4次，然后用超纯水冲洗3-4次，沥干，放入铬酸清洁液24h以上，取出后用超纯水清洗3-4次，再存放在1M的硝酸溶液中，用前取出用超纯水冲洗3次，晾干。

Pt对电极清洁，在1M硝酸溶液中扫2次CV（或，50圈，200mV/S），扫完一次之后再更换溶液接着再扫，直到氢的吸脱附区形状,10圈，，200mV/S)（3个特征峰全出），用完之后再放置在1M硝酸溶液中保存。

碳棒电极，先清洗，然后在1M硝酸溶液中扫CV（或，50圈），用完之后再放置在11M硝酸溶液中保存。

2.HClO4L)溶液配置

现配现用。取1L的棕色容量瓶，用超纯水清洗多遍（至少3遍），用干净并且干燥的移液管移取8ml %优级纯高氯酸（进口的高氯酸，3个月用完，分解出氯离子）至容量瓶中，定容。

买一个pH计。

跟大化所一款的移液枪。

3.参比校正

所有的电解池、参比电极、对电极在测试前用L HClO4润洗3次。在含有电解液的五口烧瓶中通氢气1h至饱和，以Pt丝为对电极和工作电极，待校正参比电极为参比电极，（1）直接读三电极体系的开路电压，开路电压就是参比电极的电位；（2）扫CV，先测开路电压，然后在开路电压正负10mV区间来扫CV，扫描速度1mV/s，电压稳定时电流为0处所对应的电压值为参比电极校正电位。

参比电极应每天测试前校正防止电位漂移。

4.工作电极准备

抛光粉和麂皮

电极打磨处理，最细的Al2O3，走8字30次，水洗、硝酸洗、碱洗、醇洗，盖帽子，照出人影。

墨水滴制备：称量2mg催化剂样品放入试管中，再用移液枪加入800微升乙醇和5微升5%Nafion溶液，超声混合30min-60min，到样品均匀分散到溶液中为止。（以20%商业Pt/C，载量为5ug为例）

墨水滴制备：称量2mg催化剂样品放入试管中，再用移液枪加入800微升乙醇，超声混合30min-60min，到样品均匀分散到溶液中为止。再滴1滴%的Nafion到电极表面。（以20%商业Pt/C，载量为5ug为例）

控制浓度：

催化层涂覆：用移液枪移取10μL混合液，分多次涂覆在玻碳电极表面，干燥后待用。（如下图）

表面有气泡：

5.电极极化（活化催化剂）

取 HCLO4溶液于三口瓶中，Pt丝为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，涂覆了样品的玻碳电极为工作电极，在N2饱和 HClO4溶液中循环伏安扫描50-100圈，使催化剂活化，扫描范围是 ,扫描速度是50mV/s。再更换溶液扫CV 20-30圈，

6.极化曲线测定

在O2饱和 HClO4溶液中进行氧还原极化曲线测试，先从扫到0V ，然后再从0V 扫到，扫描速率10mV/s，取0V 扫到的数值绘制极化曲线。此测试是于旋转圆盘电极上进行，转速设为1600rpm。

7．甲醇氧化测试

活化完之后在N2 饱和的 HClO4+ CH3OH溶液中进行甲醇氧化的测试，电位区间一般为（），扫描30-50圈（根据样品需求），扫描速度为50 mV/s.

8.稳定性测试（老化前，老化，老化后）

（老化前）CV:取 HClO4溶液于五口瓶中，Pt丝为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，涂覆了样品的玻碳电极为工作电极，在N2饱和 HClO4溶液中循环伏安扫描50-100圈，使催化剂活化，扫描范围是 ,扫描速度是50mV/s。LSV: 极化曲线测定，在O2饱和 HClO4溶液中进行氧还原极化曲线测试，先从扫到0V ，然后再从0V 扫到，扫描速率10mV/s，取以0V 扫到的数值绘制极化曲线。

（老化）N圈CV曲线和极化曲线测试。将极化曲线测试后的电极在O2饱和 HClO4溶液中进行循环伏安扫描，扫描电位区间 Vs. RHE，扫描速度50mV/s，扫描圈数N圈。

（老化后）CV:将N圈扫描后的电极在N2饱和 HClO4溶液中循环伏安扫描活化5-100圈，扫描电位区间 Vs. RHE，扫速50mV/s 的条件下。LSV: 然后再在O2饱和 HClO4溶液中进行氧还原极化曲线测试，先从扫到0V ，然后再从0V 扫到，扫描速率10mV/s，取以0V 扫到的数值绘制极化曲线

注意事项：

1、测试过程中，图形噪音太大，可能是因为旋转圆盘与玻碳电极

接口没有拧好，或是接口处沾水。

处理方法：取下玻碳电极，将接口处小心擦拭干净，重新装上旋转圆盘。（夹子要定期除锈）

2、旋转圆盘电极在开启旋转需要从低转速下慢慢升至高转速，不能直接从0r/s升至1600r/s，以免对设备造成损坏。

3、在测LSV时，氧气一定要通饱和，一般氧气通1h以上。

同时，测试时，通气管气体流量不能太大，以免影响测试数据或冲掉玻碳电极上的样品。

4、老化过程中，由于一需要的时间都比较长，高氯酸见光容易分解从而影响实验的结果，故测试中应用锡箔纸将五口瓶封住，使高氯酸处于避光的环境。

5、如遇到测试时曲线出现明显异常，或无电流。可取下电极夹头，重新夹上，可能是由于接头接触不良导致。

6、甲醇氧化测试过程中，甲醇可能会因为气体的通入而被带走，从而影响测试结果，所以，测试时尽量采取密闭的操作环境。

7、测试中催化剂中毒的原因：

铂丝电极可能会被污染；高氯酸的瓶子不干净，其他人可能配含有有机物的溶液.超纯水可能出现问题；

注意氯离子污染。

数据后处理过程：

（1）粒径大小测量: 通过TEM看颗粒是否发生团聚

（2）催化剂的晶型结构：通过测试XRD,判断催化剂的合金化程度以及其晶型结构。

（3）电极催化剂含量测试（ICP）：电化学测试完成后，将催化剂从电极上超声下置于坩埚中，等干燥后，在马弗炉中900℃煅烧30min，然后用王水煮30mi到金属全部溶解，转移至100 mL容量瓶中，定容。然后进行电感耦合等离子体(ICP)测试，取25ul 1000ug/ mL的Pt标准溶液于250 mL容量瓶中，定容后浓度为mL，再取上述溶液10 mL、20 mL、30 mL、40 mL、50 mL于100 mL 容量瓶中，定容，浓度分别为、、、、 mL。以标准溶液做曲线，然后测试待测液浓度，计算电极催化剂中Pt的含量。

（4）催化剂的电化学活性表面积（ECSA）是通过CO溶入来计算的，工作电极先在 HClO4中通入CO气体10min，然后在 N2饱和的 HClO4溶液中扫CV进行脱附，扫描范围为 RHE下扫描10圈，

下式进而计算出催化剂中 Pt 的ECSA

(1)

其中， (mC)是CO溶入峰的积分面积得到总的电量， mC cm-2是CO单层吸附到催化剂表面的电荷，[Pt] 是负载到电极表面催化剂的质量，单位是 g/m2。

（5）IR-free校正：校正后的电位=实际测试电位-阻抗测试电阻*实际测试电流，用校正后的电流密度和电位做图。

（6）质量活性计算：通过IR-free校正后的极化曲线先计算出动力学电流J K , 然后再除以电极中Pt的含量。