First principles study of sulfuric acid anion adsorption on a Pt(111) electrode

文献情報

出版日 2012-01-09
DOI 10.1039/C2CP23172G
インパクトファクター 3.676
著者

Ryosuke Jinnouchi, Tatsuya Hatanaka, Yu Morimoto, Masatoshi Osawa


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要旨

A first principles theory combined with a continuum electrolyte theory is applied to adsorption of sulfuric acid anions on Pt(111) in 0.1 M H2SO4 solution. The theoretical free energy diagram indicates that sulfuric acid anions adsorb as bisulfate in the potential range of 0.41 < U ≤ 0.48 V (RHE) and as sulfate in 0.48 V (RHE) < U. This diagram also indicates that sulfate inhibits formations of surface oxide and hydroxide. Charge analysis shows that the total charge transferred for the formation of the full coverage sulfate adlayer is 90 μC cm−2, and that the electrosorption valency value is −0.45 to −0.95 in 0.41 < U ≤ 0.48 V (RHE) and −1.75 to −1.85 in U > 0.48 V (RHE) in good agreement with experiments reported in the literature. Vibration analysis indicates that the vibration frequencies observed experimentally at 1250 and 950 cm−1 can be assigned, respectively, to the S–O (uncoordinated) and symmetric S–O stretching modes for sulfate, and that the higher frequency mode has a larger potential-dependence (58 cm−1 V−1) than the lower one.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
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年間論文数: 3036

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