如何用Origin绘制ORR台阶图?电催化反应能量变化可视化教程

一、什么是电催化ORR台阶图?

电催化 ORR 台阶图是用于直观展示氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction, ORR)在电催化过程中各基元反应步骤能量变化的示意图,其横坐标通常表示反应进程(如吸附物种的变化或电子转移数),纵坐标为吉布斯自由能(ΔG)。图中 台阶” 对应反应路径中的关键中间体(如 * O*OH*OOH 等)及其吸附能,台阶高度代表各步骤的能垒(过渡态能量与反应物能量差),峰值所在步骤通常为决速步骤(RDS)。通过分析台阶图,可清晰揭示 ORR 中 O₂吸附、解离、质子 – 电子转移及产物生成等过程的能量演化规律,辅助判断催化剂活性位点的作用机制,进而指导优化催化剂结构以降低反应能垒、提升 ORR 效率。该图是电催化反应机理研究和催化剂设计的重要理论工具,广泛应用于燃料电池、金属 – 空气电池等能源转化体系。

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DOI10.1016/j.comptc.2025.115167

二、怎样Origin绘制电催化ORR台阶图?

步骤1:生成数列填充的x轴数据

填充x轴:选中A(X) →鼠标右键 → Fill Column with → Row Numbers

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步骤2:将各个台阶的数值填入y

填充y轴:将各个台阶的数值填入B(Y),注意需要两行两行输入

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步骤3:输入表头标题

横轴标题:Reaction coordinate

纵轴标题:Free energy,单位:eV

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步骤4:绘制两点线段图

选中所有数据点击“2 Point Segment”,生成两点线段图

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步骤5:将表格数据再次拖入两点线段图表

选中所有表格数据,在最右侧边点击并按住鼠标左键,然后拖入到之前生成的两点线段图内

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步骤6:修改图表得到最后的台阶图

1. 点击选中横坐标数值,使用键盘上的“Delete”进行删除

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2. 选中左侧Text Tool,将对应中间体以及电压条件进行标注

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3. 修改图线格式,将点线图的点缩小,线加宽

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4. 修改另一条图线格式,改成虚线连接的折线图

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5. 修改图例,改成对应催化剂名称

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步骤7:导出图片到对应文件夹

导出图片:File →Export Graph → Open Dialog…

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