Determination of the Intrinsic Rates of Heterogeneous Hydrogen Peroxide Decomposition of Selected Materials in Acidic Electrolytes Using a Selenium-Modified Pt Ring of a Rotating Ring-Disk Electrode
Notice bibliographique
Résumé
A rotating ring-disk electrode, RRDE, method is herein described that employs a Se-modified Pt ring electrode to measure the rates of oxygen generation, r O 2, d i s k derived from the heterogeneous hydrogen peroxide decomposition, het-HPD, on the surface of selected disk materials under open circuit, OC, conditions. This technique was inspired by the earlier work of Shigehara and Anson ( J. Phys. Chem. 1982, 86, 2776–2783), who used a high area carbon paste ring electrode modified by an adsorbed layer of a rather unique Co macrocycle to accomplish the same goal. As first discovered by Mo et al. in our laboratory ( J. Electrochem. Soc. 2003, 150, E39-E46), a Pt surface bearing 0.83 ML of elemental Se, which we denote herein as Se(0.83)|Pt, catalyzes the oxygen reduction reaction, ORR, in 0.5 M H 2 SO 4, yielding Levich plots, i lim vs ω 1/2, where i lim is the diffusion limiting current, and ω is the rotation rate of the electrode, consistent with a strict 2e – process. Such plots, however, displayed a nonzero intercept, signaling complications in the ORR mechanism. As will be shown in this work, this behavior could be accounted for by introducing a first order het-HPD step to the otherwise strict 2e – ORR. Application of this formalism to data collected for a Se(0.83)|Pt disk polarized at a potential of 0.175 V vs RHE, a value well within the range where the ORR was found to proceed under diffusion limited conditions, yielded an estimated average first order rate constant in peroxide for the het-HPD step, k D lim = 2.9 × 10 –4 ± 0.1 cm s –1 . In subsequent experiments, the diffusion limited current flowing through a Se(0.83)|Pt ring of a RRDE polarized at 0.175 V vs RHE, i ring lim, was measured for Pt and Se(0.83)|Pt disks held at open circuit, OC, for selected ω and peroxide concentrations in solution. Numerical correlations between i ring lim and r O 2, d i s k were then established using COMSOL, yielding for Se(0.83)|Pt and Pt in [H 2 O 2 ] B = 1 mM, values of r O 2, d i s k of 0.215 and 0.84 nmol cm –2 s –1, respectively. In stark contrast, a GC disk of a demountable RRDE assembly incorporating a Se(0.83)|Pt ring, displayed no activity for het-HPD at OC, i.e. i ring lim was virtually identical to that found for a Teflon disk under the same experimental conditions. Overall, the method described in this work may be regarded as far simpler and more versatile compared to that proposed by Shigehara and Anson, as it avoids the use of chemicals not available from commercial sources.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».