源起——揭开“电催化CP”神秘的面纱

  • 来源:理化有限公司
  • 时间: 2021/8/18
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     美国PINE旋转圆盘圆环电极装置(MSR)与WaveDriver200双恒电位仪为何被称为电催化CP”?解密电催化CP”起源

    甲:铁子,有看过《觉醒年代》吗?最近可火啦!

    乙:我也看过了,确实不错,尤其是陈李CP,赚了我不少眼泪!

    甲:是的呀。磕完了,还有没有其他的推荐一波。

    乙:那你可找对人了,我磕的CP都是实力派,比如我们电化学领域就有一对深藏不露的不太知名CP,属于低调实力派

    甲:绝绝子,快展开说说。

    乙:这对CP叫做电催化CP”

    甲:电催化CP”?就是做ORROERHER的吗?

    乙:没错!

    甲:做这些电催化实验必不可少的是什么设备?

    乙:那当然是双恒电位仪和旋转圆盘圆环电极了。

    甲:那你用哪家的旋转?

    乙:当然美国PINE。经典,大神!不可忽略的存在,基本都用!
    你想听一下美国Pine旋转(MSR)后面的故事吗?

    甲:还有故事?赶紧讲!

    乙:电化学历史上有一个弗鲁姆金 (Frumkin) 时代,你知道吗?20世纪50年代,苏联科学家Frumkin等人发展了电极过程动力学,成为现代电化学的主体。他的一个在莫斯科科学院的年轻同事Benjamin Levich在这个过程中,发明了RDE技术(旋转圆盘电极),用于电化学的动态流体动力学研究,其主要是研究机理的,因为以前的电化学研究更多是得到结果,那时没人能弄明白反应机理是什么。Levich研究RDE的时候,条件很有限,他们用钓鱼线来做最初的旋转装置、用抛光大理石地板的方法来抛光RDE电极。但是当时苏联被封闭了,他们的成果并没有走出苏联的国门,Frumkin Levich是科学家呀,他们很盼望和国外科学家们交流,就想了个办法,把研究成果打零碎在国内申请发表。1959年终于能够在西方发表出来了。科学家们都很惊讶苏联科学家的成就。1962年以后西方科学家开始发展这个技术,纽约州立大学Bruckenstein教授和来自英国牛津大学的John Albery合作,深入研究这个领域。他们在1965年的夏天一口气在《Trans. Faraday Soc.》上发表了7篇经典RRDE系列论文,为以后的RRDE研究打下了深厚的理论基础。 Bruckenstein Albery实验室起初自己搭建RRDE设备,但是操作很不方便。 Albery的学生甚至用脚踏自行车来驱动旋转RRDEBruckenstein 的学生Duane Napp找到明尼苏达大学的校友、PINE公司的创始人Ted Hines, 问他可否制造这个设备。出于对校友的帮助,Hines同意制造。在之后的50年里,PINE售出了几千个RDE电极设备。但是接着科学家们又面临另一个问题,就是如何同时控制盘和环。经过科学家们的努力,最终PINE公司和科学家们共同制造了可商用的双恒电位仪。当然PINE公司在制造RRDE环盘电极, MSR旋转仪, 和双恒电位仪这些设备时,并没有料到它们若干年后,会对电催化的研究,对中间产物的研究,对ORROERHER等等的研究,做出了如此大的贡献。
    从电化学研究的里程碑,到电催化的研究,MSR的经典由此奠定,科研的进步就是这样一点点推动了人类的进步的。

    甲:原来有这样的历史!那么Levich后来怎么样了?

    乙:Levich的一生就像RDE一样充满波折。 Levich1952年写了一本著名的《 Physicochemical Hydrodynamics. 1957年,Levich和捷克化学家Jaroslav Koutecký开发了RDE电流的表达式Koutecky-Levich公式。1972年他申请全家移民以色列,被苏联政府解除他所有职务,甚至把他儿子派到西伯利亚参军。西方的科学家们联合起来声援他,1977年在牛津大学为他召开了第一届物理化学流体力学国际会议,邀请他参会,但他被政府限制出行。科学家们继续呼吁,给苏联政府施压。1978年,他被批准了移民以色列,1979年他受纽约市大学(CUNY)邀请担任教授,直到1987年去世。纽约市大学现在仍然有一个Benjamin Levich Institute for Physicochemical Hydrodynamics ,就是为了纪念他。
    对了,关于Levich的领导弗鲁姆金还要提示一句,中国的查全性院士也是他的学生。

    甲:历史真是惊人的相似!

    乙:是的,历史就是如此惊人的相似!

    甲:那么就是说历史上第一台双恒是PINE制造的吗?

    乙:第一台商用的双恒电位仪,是由PINE公司制造的,是科学家们为了同时控制盘和环而研究设计的。

    甲:这么牛!难怪可以组CP

    乙:没错,双恒和MSR的联用有很多细节,在电催化实验中是很有必要的。
    美国pine的双恒围绕旋转圆盘圆环电极装置做了很多设计,专注于让电催化实验更便利更省心。自带11种旋转测试方法、自带EIS软件库无需拟合、DEBE/DECV模块等九大功能。并且在软件功能上进行了多种适配(盘电极和环电极任意直流测试技术,比如恒电流/计时电压、恒电压/计时电流、LSVCV等自由搭配)。

    甲:这样搭着用有什么好处吗?

    乙:好处那是多多的,由它们组成的CP具有1+1>2的效果,这对CPORR(电催化氧还原)、HEROER实验的最佳拍档。


    看,谁看了不说一句电催化CPszd!

    甲:磕到了磕到了,最近正在做这个课题,跟我详细说说。

    乙:那你买杯奶茶给我,我一个个讲给你听,一共九大功能呢!

    甲:好!电催化CPyyds