电催化笔试题

电催化笔试题
电催化剂的电子结构效应和表面结构效应是什么？
大量事实证明，电极材料对反应速度和反应选择性有明显的影响。

反应选择性实际上取决于反应中间物的本质及其稳定性，以及在溶液体相中或电极界面上进行;的各个连续步骤的相对速度。

电极材料对反应速度的影响可分为电子结构效应和表面结构效应。

电子结构效应主要是指电极材料的能带、表面态密度等对反应活化能的影响;而表面结构效应是指电极材料的表面结构(化学结构、原子排列结构等)通过与反应分子相互作用/修改双电层结构进而影响反应速度。

二者对改变反应速度的贡献不同:活化能变化可使反应速度改变几个到几十个数量级，而双电层结构引起的反应速度变化只有1~2个数量级。

在实际体系中，电子结构效应和表面结构效应是互相影响、无法完全区分的。

即便如此，无论是电催化反应或简单的氧化还原反应，首先应考虑电子效应，即选择合适的电催化材料，使得反应的活化能适当，并能够在低能耗下发生电催化反应。

在选定电催化材料后就要考虑电催化剂的表面结构效应对电催化反应速度和机理的影响。

由于电子结构效应和表面结构效应的影响不能截然分开，不同材料单晶面具有不同的表面结构，同时意味着不同的电子能带结
构，这两个因素共同决定着电催化活性对催化剂材料的依赖关系。