[发明专利]一种测试催化剂电化学催化性能的方法及应用

摘要

本发明属于电化学领域，特别涉及一种测试催化剂电化学催化性能的方法及应用，具体为一种直观评价催化剂动态脱除SO₂或其他有害电化学活性物质的测试方法，在三电极体系中利用催化剂对SO₂或其他电化学活性物质的瞬时电流阶跃响应评价催化剂的动态催化效果。该方法直观有效，操作简单，对SO₂等物质响应明显。测试充分利用了系统的流场特点，构成了双搅拌体系；采用液面下的加入方式，起到液封的作用，对检测电化学活性的有毒有害气体、液体物质有积极意义；该方法对筛选评价SO₂电化学氧化催化剂有指导作用，也可以用于评价其他电化学活性杂质、有毒物质对催化剂的响应和影响。

主权项

1.一种测试催化剂电化学催化性能的方法，其特征在于：在三电极体系中利用催化剂对电化学活性物质的瞬时电流阶跃响应，动态测试催化剂的催化性能，具体为：于容器内构建三电极体系，所述三电极体系包括工作电极、对电极和参比电极；工作电极为涂覆待测催化剂薄膜的旋转圆盘电极，对电极为Pt电极，参比电极为饱和甘汞电极；惰性气体通过导管通入容器内，导管的出气口置于液面下容器底部工作电极投影区外缘，测试催化剂性能时，上部旋转圆盘电极高速旋转与下部惰性气体快速鼓泡扰动共同作用，构成双搅拌体系；电化学活性物质用另一个导管导入容器底部正对工作电极的位置；电化学活性物质在液面下加入，起到液封作用；所述测试催化剂电化学催化性能的方法的具体操作步骤为：1)电极制备：在旋转圆盘电极表面涂覆催化剂薄膜：在样品瓶中加入催化剂，用溶剂超声分散；加粘结剂超声得到浆料；取分散好的浆料分次涂覆在旋转圆盘电极表面，涂覆催化层20‑400μg/cm2，自然干燥，形成膜层，作为工作电极；2)电极活化：加入电解质后，将惰性气体导气管置于容器底部工作电极投影区的外缘，调节气体开关开度，使气泡按照要求的速率从液面下向上运动，扰动体系并维持体系气氛，防止氧化性气体的进入；通气将电解质溶液中溶解的O2排除后，开始测试；在电解质溶液中进行动电位快速扫描活化，除去表面吸附的污染物；3)测试过程：三电极体系中，打开旋转圆盘电极高速旋转开关，调转速为1600‑2600r/min；在电化学工作站上测试洁净电解质溶液中，恒定电位下催化剂的性能，得到稳定的i‑t曲线；测试稳定10‑30min后，通过瞬间的停止重启，去掉i‑t曲线充电电流；保证系统再次稳定10‑30min后，取定量电化学活性物质用导管导入容器底部；此时，由于电极高速旋转和气体剧烈扰动的双搅拌流场特点，反应物被迅速携带到圆盘电极表面，恒定电位下电化学活性物质发生动态催化反应，从而产生催化剂对加入电化学活性物质的瞬间电流阶跃响应，根据响应电流阶跃的高低来评价催化剂的催化性能。