·1142. 工程科学学报，第38卷，第8期 2.2球形N0粉末电催化性能 a 0.09 mol.L-! 图4为球形Ni0修饰的玻碳电极（记作NiO/ -b 0.07 mol.L- GCE)分别在含0.1molL乙醇和不含乙醇的1mol· 12 y=11.74862x+0.97513 -0.993 e 0.06 mol.L- d 0.05 mol.L- L-NaOH溶液中的循环伏安曲线（其中E表示扫描电 -e 0.03 mol+L- f 0.02 mol.L-! 位，1为对应的电流).当溶液不含乙醇时，如图4中插 1.0 g 0.01 mol L- 04 图(b线的局部放大图，0.3~0.7V部分)所示，在 h 0 mol.L-1 0020.040.06008 0.40V~0.60V范围内可以观察到一对氧化还原峰. 乙醇浓度malL) 根据文献9]可知，这对峰对应于N2·/N3·电对.当 溶液中含有乙醇时(a线)，正向扫描电流在0.44V处 明显增大.这是由于乙醇被氧化产生氧化电流，表明 球形介孔N0对乙醇有催化作用，其起始电位为 0.2 0.4 0.6 0.8 EN 0.44V. 图5NO/GCE在不同浓度乙醇的NaOH溶液中的循环伏安曲 2.0 a-1 mol.L-Na0H+0.1mlL乙醇 线.扫速：10mVs'.插图：0.60V电位下乙醇氧化电流与乙醇 b一1mol.L-NaOH 浓度的关系 1.6 0.2 Fig.5 Cyclic voltammetry curves of NiO/GCE in the presence of ethanol with various concentrations of 0-0.09 mol.L-!in NaOH so- 12 lution.Scan rate:10mVs.Inset:ethanol oxidation current-con- centration relation at 0.60 V 0.4 03 04 06 0. 0.6 3=0.41385x+0.18598 0.28 0.5 =D.997 0.5 026 0.2 0.4 0.6 08 EN 024 图4NiO/GCE分别在含乙醇（线a)和不含乙醇（线b)的NaOH 0.2 0.22 溶液中的循环伏安曲线（扫描速率：10mV·s1) 0.120.16020 12 -50mW*s- 0.1 aFmV-·84 Fig.4 Cyclie voltammetry curves of NiO/GCE in the presence (Line -40 mV.s 0 -30 mV.s- a)and absence of ethanol (Line b)in NaOH solution (scan rate:10 20 mV.s" mV.s-1) 0.1 -10mV…s4 -0.100.10.20.30.40.50.60.70.8 图5为Ni0/GCE在不同乙醇浓度(0~0.09mdl· en L)的NaOH溶液中的循环伏安曲线.由图5可知， 图6Ni0/GCE在含0.05 mol-L-!乙醇的1molL1Na0H溶液 随着乙醇浓度不断增大，乙醇在NO上的氧化电流逐 中在不同扫描速率下的循环伏安曲线 渐增大，表明乙醇氧化反应速率与乙醇浓度大小有关 Fig.6 Cyclic voltammetry curve of NiO/GCE in the presence of 以0.60V处乙醇氧化电流为纵坐标，以相应乙醇浓度 0.05 mol-L ethanol in I molL-NaOH solution at various scan 值为横坐标作图，得到如图5插图所示的电流-浓度关 rates 系图.由插图可知，同一电位下乙醇氧化电流与其浓 NO上的氧化反应属于扩散控制. 度成正比，其可决系数为99.3%，表明乙醇在球形 计时电流法是研究电极材料稳定性的有效手段. NiO上的氧化反应为扩散控制. 图7表示扫描电位为0.60V和乙醇浓度为0.1mol· 图6表示在乙醇浓度为0.05mol·L,电解质为 L条件下，NiO/GCE电极在1 mol.L-NaOH溶液中 1 mol.L的NaOH溶液中，球形多孔NiO粉末在不同 扫描时间t为1000s的计时电流法曲线图.由图可知： 扫描速率v(10~50mV·s)下的循环伏安曲线.由图 在前100s的测试范围内，NiO/GCE电极上的极化电 6可知，扫描速率越大，循环伏安曲线上各点电流越 流迅速衰减：在随后100~1000s的范围内，电流基本 大.取电位为0.60V处的电流值为纵坐标，以各循环 保持不变，即达到了极限电流值.这说明乙醇在球形 伏安曲线对应的扫描速率的平方根为横坐标，得到电 NO上的氧化反应为扩散控制，该结果与循环伏安分 流一扫描速率关系图，其结果如图6中插图所示.由插 析结果一致.由图还可知道，在100~1000s的时间 图可知，球形NO上的乙醇氧化电流与扫描速率平方 内，球形Ni0上的电流衰减率仅为0.075%，表明球形 根成正比，可决系数R为99.7%，表明乙醇在球形 NO具有良好的稳定性.在前文中提到，贵金属催化工程科学学报，第 38 卷，第 8 期 2. 2 球形 NiO 粉末电催化性能 图 4 为 球 形 NiO 修 饰 的 玻 碳 电 极 ( 记 作 NiO / GCE) 分别在含 0. 1 mol·L － 1乙醇和不含乙醇的 1 mol· L － 1 NaOH 溶液中的循环伏安曲线( 其中 E 表示扫描电 位，I 为对应的电流) ． 当溶液不含乙醇时，如图 4 中插 图( b 线的局部放大图，0. 3 ～ 0. 7 V 部 分) 所 示，在 0. 40 V ～ 0. 60 V 范围内可以观察到一对氧化还原峰． 根据文献［19］可知，这对峰对应于 Ni2 + /Ni3 + 电对． 当 溶液中含有乙醇时( a 线) ，正向扫描电流在 0. 44 V 处 明显增大． 这是由于乙醇被氧化产生氧化电流，表明 球形介 孔 NiO 对 乙 醇 有 催 化 作 用，其 起 始 电 位 为 0. 44 V． 图 4 NiO /GCE 分别在含乙醇( 线 a) 和不含乙醇( 线 b) 的 NaOH 溶液中的循环伏安曲线( 扫描速率: 10 mV·s － 1 ) Fig． 4 Cyclic voltammetry curves of NiO /GCE in the presence ( Line a) and absence of ethanol ( Line b) in NaOH solution ( scan rate: 10 mV·s － 1 ) 图 5 为 NiO /GCE 在不同乙醇浓度( 0 ～ 0. 09 mol· L － 1 ) 的 NaOH 溶液中的循环伏安曲线． 由图 5 可知， 随着乙醇浓度不断增大，乙醇在 NiO 上的氧化电流逐 渐增大，表明乙醇氧化反应速率与乙醇浓度大小有关． 以 0. 60 V 处乙醇氧化电流为纵坐标，以相应乙醇浓度 值为横坐标作图，得到如图5 插图所示的电流--浓度关 系图． 由插图可知，同一电位下乙醇氧化电流与其浓 度成正比，其可决系数 Ｒ2 为 99. 3% ，表明乙醇在球形 NiO 上的氧化反应为扩散控制． 图 6 表示在乙醇浓度为 0. 05 mol·L － 1，电解质为 1 mol·L － 1的 NaOH 溶液中，球形多孔 NiO 粉末在不同 扫描速率 v( 10 ～ 50 mV·s － 1 ) 下的循环伏安曲线． 由图 6 可知，扫描速率 v 越大，循环伏安曲线上各点电流越 大． 取电位为 0. 60 V 处的电流值为纵坐标，以各循环 伏安曲线对应的扫描速率的平方根为横坐标，得到电 流--扫描速率关系图，其结果如图 6 中插图所示． 由插 图可知，球形 NiO 上的乙醇氧化电流与扫描速率平方 根成正 比，可 决 系 数 Ｒ2 为 99. 7% ，表明 乙 醇 在 球 形 图 5 NiO /GCE 在不同浓度乙醇的 NaOH 溶液中的循环伏安曲 线． 扫速: 10 mV·s － 1 ． 插图: 0. 60 V 电位下乙醇氧化电流与乙醇 浓度的关系 Fig． 5 Cyclic voltammetry curves of NiO /GCE in the presence of ethanol with various concentrations of 0 － 0. 09 mol·L － 1 in NaOH so￾lution． Scan rate: 10 mV·s － 1 ． Inset: ethanol oxidation current-con￾centration relation at 0. 60 V 图 6 NiO /GCE 在含 0. 05 mol·L － 1乙醇的 1 mol·L － 1 NaOH 溶液 中在不同扫描速率下的循环伏安曲线 Fig． 6 Cyclic voltammetry curve of NiO /GCE in the presence of 0. 05 mol·L － 1 ethanol in 1 mol·L － 1 NaOH solution at various scan rates NiO 上的氧化反应属于扩散控制． 计时电流法是研究电极材料稳定性的有效手段． 图 7 表示扫描电位为 0. 60 V 和乙醇浓度为 0. 1 mol· L － 1条件下，NiO /GCE 电极在 1 mol·L － 1 NaOH 溶液中 扫描时间 t 为 1000 s 的计时电流法曲线图． 由图可知: 在前 100 s 的测试范围内，NiO /GCE 电极上的极化电 流迅速衰减; 在随后 100 ～ 1000 s 的范围内，电流基本 保持不变，即达到了极限电流值． 这说明乙醇在球形 NiO 上的氧化反应为扩散控制，该结果与循环伏安分 析结果一致． 由图还可知道，在 100 ～ 1000 s 的时间 内，球形 NiO 上的电流衰减率仅为 0. 075% ，表明球形 NiO 具有良好的稳定性． 在前文中提到，贵金属催化 · 2411 ·