MTBD-TFSI等离子液体修饰Pt/C的氧还原催化反应分析

Pt/C-ILs的代表性ORR极化曲线如图所示，与Pt/C相比，Pt/C-ILs的半波电位正移约10mV，反映出ORR活性增强。在0.9V时，质量活性增加了约36%。然而，当比较[MBD][C4F9SO3]和[bmim][C4F9SO3]时，表观电流的差异很小。

ORR性能测试： (a) Pt/C, Pt/C-[bmim] [C4F9SO3], Pt/C-[MTBD][C4F9SO3]极化曲线.(b) Mass activity (MA, mA/mgPt) and Specific activity (SA, uA/cm2 Pt) 与 (1-θ)的关系图.

普遍接受的动力学ORR电流表达形式如下所示:

其中，术语（1-θ）是金属Pt的可用性。在这里，我们使用阳极电荷作为形成的氧化物的总量来评估θ（θ是在0.9V下形成的阳极电荷与Hupd区域下的电荷的比率），根据之前的研究报告显示，尽管离子液体中的氧溶解度是水性电解质中的几倍，但其对特定ORR活性（SA）的影响很小。另一方面，Pt/c离子液体的SA表现出对（1-θ）的依赖性，结果表明，具有[MBD]+ILs的Pt/C的SA相同，但高于具有[bmim]+ILs的Pt/C，遵循相似的（1-θ）趋势。因此，尽管阴离子结构影响可逆的Pt-OHads形成，但最终的活性在很大程度上取决于无氧化物Pt的可用性。质量活性（MA）是特定活性和电化学表面积的产物。具有[bmim]+ILs的Pt/C的较小SA被较大的ECA补偿，从而产生具有[MBD]+ILs的Pt/C相同的质量活性。除了OHads的形成外，还报道了IL阴离子在Pt上的吸附降低了ORR活性。