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桂林理工大学理论电化学课件第三章 电极/溶液界面的结构与性质。
摘要 用开路电位-时间谱技术,表征了在硅(100)表面化学镀银的硅电极/溶液界 面吸附态。所得结果与原子力显微镜在纳米尺寸上的面结构信息分析结果作了对比 。同时也将该结果与循环伏安法(CV)结果作了比较。证明当硅电极表面具有单层 吸附Ag~+离子、表面单层吸附Ag~+离子发生沉积反应、Ag~+离子发生本体沉积时的 开路电位-时间曲线有完全不同的特征。
根据文[1a]提出的电极/溶液界面偶极取向分布模型, 导出金属/溶液界面内层形成熵ΔS~(m-d)(σ)以及溶剂化层构型熵S_k(σ)的统计力学计算式, 讨论了影响ΔS~(m-d)变化的主要因素, 并给出对汞/甲醇、汞/碳酸亚乙酯和汞/水溶液等三种界面的处理结果.
根据本文系列I~[6]提出的电极/溶液界面溶剂化层偶极取向分布模型, 拟合计算Ag(111)、Ag(100)及Ag(110)/水溶液界面的内层微分电容(C_1)~表面电荷密度(σ)变化关系。表明在银电极上, 吸附水分子似分别稳定在金属原子点阵的顶位(111)或穴位(100)及(110)。讨论了溶剂化层的结构与性质对C_1~σ曲线可能产生的影响。
按文[11]模型, 对金属/(混合溶剂)溶液界面, 导出单分子层混合吸附等温方程并拟合计算汞/(水+甲醇)溶液界面的内层微分电容对表面电荷密度依赖关系。结果表明, 对不同组成的(H_2O+CH_3OH)混合溶剂, 计算的C_1~σ曲线与实验值甚一致。而其对应的吸附等温线则表现为在汞电极上, 由水-甲醇形成的溶剂化层几乎为甲醇分子复盖满。
本文提出电极/溶液界面溶剂化层偶极取向分布模型, 应用统计力学方法及热力学平衡条件导出普遍化的单层吸附等温方程, 其电解质溶液的溶剂组成可以是纯态的或混合物(多组份)的. 文中分别以甲酰胺、碳酸亚乙酯和甲醇等三种纯溶剂的汞/溶液界面为例, 采用曲线拟合计算内层微分电容随表面电荷变化关系。预计本模型处理对汞/水溶液或汞/(混合溶剂)溶液界面仍可适用。
按文[1]模型, 模拟计算汞/水溶液界面五个不同温度的内层微分电容随表面电荷变化曲线. 结果表明, 文[1]处理方法对此类体系仍可成立. 指出在溶液的冰点附近, 吸附层上的水分子有可能以氢键缔合的方式连结并构成局部有序排列. 温度升高, 即趋无规分布状态。

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