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《铜在浓碱溶液中的电化学行为研究_廖钫.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第20卷第3期四川师范学院学报(自然科学版)1999年9月Vol.20,No.3JournalofSichuanTeachersCollege(NaturalScience)Sep.1999①铜在浓碱溶液中的电化学行为研究INVESTIGATIONONELECTROCHEMICALBEHAVIOUROFCOPPERINCONCENTRATEDALKALINESOLUTIONS廖钫何晓英LiaoFangHeXiaoying(四川师范学院化学系,南充637002)(Dept.ofChemistry,SichuanTeach
2、ersCollege,Nanchong637002)提要采用循环伏安法研究了铜电极在浓碱溶液中的电化学行为.对浓碱溶液中的电流峰的归属进行了指认,并进行了动力学特征的分析,探索了扫描速度与温度对峰电流和峰电位的影响关系.关键词铜,浓碱溶液,电化学,循环伏安法.分类号O646.54.ABSTRACTCyclicVoltammetryhavebeenusedtoinvestigatetheelectrochemicalbehaviourofcopperincon-centratedalkalinesolutions.The
3、ownershipofcurrentpeakshavebeenattributedrespectively.Moreover,accordingtothere-sultsofanalyzingthedynamiccharacterizationofthismechanism,Theinfluenceofsweepspeedandtemperaturearedis-cussedonthepeakcurrentandpeakpotential.KEYWORDScopper,concentratedalkalinesolut
4、ions,electrochemistry,cyclicvoltammetry.铜在碱性溶液中的电化学行为相当复杂.对低浓度碱溶液中铜的电化学研究已有很多报[1～6]道,但高浓度碱溶液中铜的电化学行为还缺乏深入的研究.通过测定铜在浓碱溶液中不同扫描速度和不同温度下的循环伏安图,并结合红外光谱数据及其动力学特征的分析,进一步讨论了浓碱溶液中铜电极的电化学行为.1实验1.1仪器与药品2铜电极(99.99%,s=0.1cm),Hg/HgO5mol/L的KOH电极,铂电极,夹套反应器,CS501型超级恒温槽,283/270型电
5、化学工作站;KOH(AR级).1.2实验方法2以s=0.1cm的铜片电极为研究电极,Hg/HgO5mol/L的KOH电极为参比电极(文中电位均相对于该参比电极),铂电极为辅助电极,电解质溶液为5mol/L的KOH组成三电极电解池.控制扫描电位在-1340～640mV,(A)25℃时,不同扫描速度下,绘制铜电极在5mol/L的KOH溶液中的循环伏安图;(B)控制扫描速度为30mV/s,绘制不同温度下铜电极在5mol/L的①收文日期:1999-01-22.242四川师范学院学报(自然科学版)1999年KOH溶液中的循环伏安
6、图.2结果与讨论2.1浓碱溶液中铜的电化学反应图1为25℃时铜在5mol/L的KOH溶液中的循环伏安图,扫速为30mV/s和100mV/s.[1]根据铜的标准氧化电势(碱性介质中)Cu(s)※Cu2O(s),Cu(s)※Cu(OH)2(s),Cu2O(s)※Cu(OH)2(s)的0E(NHE)/V分别为-0.357,-0.219,-0.09,可初步找到各阳极峰的归属.比较电势值,在碱性介质中,Cu2O应该是首先析出的物质,即峰I为Cu※[2]Cu2O的电流峰,这与文献XPS的测定结果相一致,同时,在该电势下极化一定时间
7、后得图125℃时铜在5mol/L的KOH溶液中的循环伏安曲线到Cu2O的傅立叶红外光谱图也可加以证实.而峰Ⅱ在浓碱溶液中情况复杂些,它受扫描速度和温度变化的影响.在恒定温度下,高扫速时将出现两个电流峰Ⅱ和Ⅲ,说明发生了两个电极反应,即Cu※Cu(Ⅱ)和Cu2O※Cu(Ⅱ),而低扫速时只出现1个电流峰Ⅱ,但电势反向扫描时,在相当于Ⅲ电位处将出现1个氧化电流峰Ⅲ,我们认为是因为低扫速时,发生了Cu※Cu(Ⅱ)的反应后,生成的Cu(OH)2将进一步脱水生成CuO覆盖在Cu2O表面,抑制了Cu2O的进一步反应,而随着扫描的进行
8、,在-2-高浓度碱溶液中,表面的CuO将与OH络合,生成Cu(OH)4的络合物,表面的Cu2O再发生生成Cu(Ⅱ)的反应,故出现一小电流峰,该小电流峰的归属还有待谱电化学方法进一步验证.高扫速时,由于扫描速度快,CuO的覆盖度低,易于观察到Cu2O※Cu(Ⅱ)的反应,故出现电流[3]峰Ⅲ,同时高扫速也有利于中间产物的检测.对阴极峰
