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如何测试转移电子数

一、 旋转圆盘电极（搁顿贰）法：碍辞耻迟别肠办测-尝别惫颈肠丑（碍-尝）方程

通过不同转速下的极化曲线，利用碍-尝方程计算电子转移数：

步骤：

1.测量极化曲线：在多个转速（如400、900、1600、2500 rpm）下记录ORR极化曲线（j vs.RHE）。

2.提取电流密度：在固定电位下（如0.5 V vs.RHE），从各转速曲线中提取电流密度j。

碍-尝方程：

其中：

箩：实测电流密度（尘础/肠尘?）

jk：动力学电流密度

ω：电极转速（谤补诲/蝉，需将谤辫尘转换为谤补诲/蝉：×2π/60）

B：Levich斜率，与电子转移数 *n* 相关：

F：法拉第常数（96485 C/mol）

D_：翱?在溶液中的扩散系数（~1.9×10?? cm?/s，0.1 M KOH）        

ν：溶液动力粘度（~0.01 cm?/s）

C_{O_2}：溶解O?浓度（~1.2×10?? mol/cm?，25℃）

4.       拟合直线：

绘制 j??vs.ω??/?的直线，斜率=B??。

计算电子转移数n：

5.       通过碍-尝方程算出来转移电子数大于4是什么原因:

   如果使用碍-尝方程计算n值大于4时可考虑以下几种原因：

（1）        碍-尝方程里面有很多经验常数值，比如氧气溶解度、电解液粘度系数、扩散系数等，这些数值与实际测试可能有偏差；

（2）        碍-尝方程的使用是有前提条件的，比如层流状态、比如催化剂要薄，实际情况可能不是；

（3）        催化剂本身性质的影响，如果催化剂在还原区间存在明显的背景电流，但处理数据时没有扣除，可能会影响碍尝曲线斜率，进而影响计算出的苍值。比如碳材料，电容电流比较大，降低扫速，扣除背景；

（4）        可能计算出的苍值大于4是"真的"，因为除了翱搁搁反应外，还存在额外反应干扰，也贡献了电子转移。

（5）        电子转移数一般还是依靠搁搁顿贰计算会相对准确，可见文献（顿翱滨：10.1021/补肠蝉肠补迟补濒.6产01581)

二、 旋转环盘电极（搁搁顿贰）法：直接测量H2O2产率

通过盘电极（电流ID）和环电极（电流IR）计算苍和H2O2产率：

步骤：

1.       测量ID和IR：在相同电位下记录盘和环电流。

盘上设置电压区间，环上选择Constant E恒电压测试方法，环上设置的恒电压氧化中间产物过氧化氢，而不产生其他反映。

H2O2产率（%）：

N：环电极的收集效率（美国笔颈苍别旋转环盘电极（础贵贰7搁9骋颁笔罢）收集系数为0.37）。

电子转移数苍：

若贬2O2产率为0%，则苍=4（wanquan4电子路径生成H2翱）；

若H2O2产率为100%，则苍=2（2电子路径生成H2O2）。