一种新型氧化还原电解液电化学电容器体系

以含有Fe3+/Fe2+离子对的H2SO4溶液为电解液, 以多孔炭做电极材料, 就Fe3+/Fe2+离子对在多孔炭纳米孔隙中的电化学行为及准电容效应进行了探讨. 循环伏安测试结果表明, Fe3+/Fe2+离子对在多孔炭电极纳米孔隙中发生了可逆的电化学反应. 恒流充放电结果发现, 加入Fe3+/Fe2+使得充放曲线出现对称的充放电平台, 有效地提高了电化学电容器(EC)的电能存储容量, 其单电极比电容最高达174 mAh•g−1, 比单纯的H2SO4电解液的比电容高109 mAh•g−1, 且有着良好的循环稳定性. 根据实验现象及结果, 探讨了Fe3+/Fe2+离子对在EC电极上的充放电机理, 并提出了一种新的概念——氧化还原电解液电化学电容器.     

硫酸溶液中电化学改性石墨电极对Fe3+/Fe2+的电催化性能与准电容特性

通过循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法,研究了电化学改性石墨电极对硫酸溶液中Fe3+/Fe2+的电催化性能与准电容特性.结果表明:由于电化学改性石墨电极表面存在大量的含氧活性官能团,使其对Fe3+/Fe2+的氧化还原反应具有极高的电催化性能,并具有可逆反应过程特征.在含有0.5mo·lL-1Fe3++0.5mo·lL-1Fe2+的2.0mo·lL-1H2SO4溶液中,其表观面积比电容是不含铁离子硫酸溶液的1.808倍,达到2.157F·cm-2;同时,铁离子浓度的增大也能够进一步提高其电容量.Fe3+/Fe2+电对的加入增加了充放电时间,有效提高了电化学电容器(EC)的电容存储容量和高功率特性.电化学阻抗谱测试同样证实体系具有明显的电容特性.因此,可以利用电化学改性石墨电极表面的含氧活性官能团和溶液中Fe3+/Fe2+的氧化还原特性来共同储存和释放能量.     

DNA修饰电极的研究Ⅷ.1,10-菲咯啉存在时钴离子在ssDNA修饰金电极上的电化学行为及痕量钴的检测

发现在过量1,10-菲咯啉存在时,Co3+/2+在单链DNA(ssDNA)修饰金电极上的电化学响应显著增强.采用紫外光谱和循环伏安法考察了Co3+/2+/1,10-菲咯啉体系与ssDNA的相互作用,并利用Co3+/2+在1,10-菲咯啉存在时在ssDNA修饰金电极上的高灵敏电化学响应对痕量钴离子进行了测定.     

橄榄石结构磷酸盐脱/嵌锂过程的控制步骤研究

本文详细研究了橄榄石结构磷酸盐脱嵌锂过程的控制步骤,发现就多元橄榄石结构Li(FeMnCo)PO4磷酸盐而言,碳含量比较低时在充放电曲线之间存在非对称现象.充电时与Fe2+/Fe3+电对对应的容量小于理论容量,与Co2+/Co3+电对对应的容量大于理论容量;放电时与Co2+/Co3+电对对应的容量远小于相应的充电容量,但是与Fe2+/Fe3+电对对应的放电容量远大于与该电对对应的充电容量.电极呈现出以Co2+/Co3+电对充电,以Fe2+/Fe3+电对放电的行为.作者认为在充电和放电过程中活性材料颗粒内部存在内界面,充电时内界面内部组成是Fe2+、Co2+、Mn2+和低浓度的Fe3+,而内界面外部组成是Co3+、Mn2+、Fe3+和低浓度的Co2+.非对称现象的主要原因是内界面移动速度缓慢,碳含量低时慢的内界面移动速度是电化学脱嵌锂过程的主要控制步骤.     

不同离子液体中三氯化铁的电化学行为

本文采用循环伏安法研究了FeCl3在五种不同的离子液体(包括疏水性和亲水性的离子液体)中的电化学行为,计算了不同离子液体中FeCl4的扩散系数.实验结果表明:Fe3+在离子液体中的氧化还原过程是一个具有较高可逆性的扩散控制过程.离子液体的阴、阳离子的结构及大小对Fe3+的电化学响应有影响,且离子液体的阴离子的影响较阳离子更大一些.     

DNA修饰电极的研究: VIII. 1, 10-菲咯啉存在时钴离子在ssDNA 修饰金电极上 的电化学行为及痕量钴的检测

发现在过量1,10-菲咯啉存在时,Co^3^+^/^2^+在单链DNA(ssDNA)修饰金电极上的电化学响应显著增强。采用紫外光谱和循环伏安法考察了Co^3^+^/^2^+/1,10-菲咯啉体系与sSDNA的相互作用,并利用Co^3^+^/^2^+在1,10-菲咯啉存在时在ssDNA修饰金电极上的高灵敏电化学响应对痕量钴离子进行了测定。     

DNA修饰电极的研究: VIII. 1, 10-菲咯啉存在时钴离子在ssDNA 修饰金电极上 的电化学行为及痕量钴的检测

发现在过量1,10-菲咯啉存在时,Co^3^+^/^2^+在单链DNA(ssDNA)修饰金电极上的电化学响应显著增强。采用紫外光谱和循环伏安法考察了Co^3^+^/^2^+/1,10-菲咯啉体系与sSDNA的相互作用,并利用Co^3^+^/^2^+在1,10-菲咯啉存在时在ssDNA修饰金电极上的高灵敏电化学响应对痕量钴离子进行了测定。     

尿素-NaBr低温熔盐中Fe2+和Sm3+的电化学行为及其诱导共沉积

利用循环伏安法、计时电位法和计时电流法 ,研究了尿素$CNaBr熔盐中Fe2 +在Pt,Cu ,Ag及Ti电极上的电化学行为 ,获知Fe2 +电还原为金属铁是一步不可逆过程 ,扩散系数为 2 74× 10 - 6cm2 ·s- 1 ,交换电流密度为 2 6 8× 10 - 5A·cm- 2 。使用循环伏安曲线和断电后的放电曲线研究熔体中Sm3 +的电化学行为 ,表明Sm3 +难以单独沉积 ,但通过加入Fe2 +可以诱导其共沉积。在Cu基体上进行恒电位和恒电流电解 ,得到Sm含量高于 90 % (质量分数 )的Sm Fe合金膜 ;发现Sm含量与阴极电位、电流密度以及SmCl3 /FeCl2 的摩尔比有关。用电镜研究了不同电解方法及钐含量对Sm$CFe合金表面的影响     

基于纳米银/碳纳米纤维复合材料的增强效应电化学测定多贝斯

将银纳米粒子(AgNPs)电沉积在碳纳米纤维(CNFs)修饰玻碳电极表面制备纳米银/碳纳米纤维修饰玻碳电极(AgNPs/CNFs/GCE).采用扫描电镜考察其表面形态,在K3[Fe(CN)6]-K4[Fe(CN)6]体系中用循环伏安法和电化学阻抗法研究AgNPs/CNFs/GCE的电化学行为.采用循环伏安法和方波伏安法...     

层层自组装法制备普鲁士蓝修饰电极及对过氧化氢的测定

Fe3+可与电沉积在玻碳电极表面的对氨基苯磺酸发生静电吸附作用并与[Fe(CN)6]4-形成普鲁士蓝(PB),进一步交替重复吸附Fe3+和[Fe(CN)6]4-反应,形成PB晶体.该晶体对还原过氧化氢(H2O2)具有很高的电化学活性.通过循环伏安法、交流阻抗法和计时电流法对传感器进行了电化学表征.研究了该传感器对H2O2的电催化作用,探讨了工作电位,PH值及干扰物质对响应电流的影响.结果表明,在磷酸盐缓冲溶液中(pH =5.4,0.1 mol/L),响应电流与H2O2的浓度在0.97 ～ 32.33 mmol/L范围内具有良好的线性关系,相关系数为0.9993,传感器的响应时间小于5 s,检测限为0.48 mmol/L( S/N为3).     

超重力场强化铅电沉积的规律与机理

采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电流法研究了超重力场(超重力系数和作用方向)对铅电沉积过程(包括欠电位沉积、本体沉积和析氢副反应)的影响. 结果表明, Pb(NO3)2溶液中, 在所有超重力条件下, 铅的本体沉积和欠电位沉积均得到一定程度的强化, 析氢副反应得到抑制; 当超重力作用方向为垂直背向时(VBD), 超重力对电沉积过程的强化程度最大; 在超重力场中对废水中的铅进行电化学处理后, 溶液中的残余Pb2+浓度要远远小于常重力条件下的Pb2+浓度.     

维生素B2在银掺杂钠基蒙脱土修饰电极上的电化学行为及测定

用循环伏安法和方波溶出伏安法研究了维生素B2(VB2)在银掺杂蒙脱土修饰电极上的电化学行为。结果表明,在pH=6.05的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,VB2在银掺杂钠基蒙脱土修饰电极上发生的是受吸附-扩散混合控制的可逆电氧化-还原过程,转移的电子数n=2,传递系数α=0.3545、β=0.6455,电极的有效面积Aeff=7.11mm2,VB2在PBS中的扩散系数D=1.049×10-5 cm2/s。用方波溶出伏安法优化了测定参数,测定了浓度与峰电流的线性关系,VB2浓度在2.0×10-6～8.0×10-5 mol/L范围两者呈线性关系,检测限为5.0×10-7 mol/L,实际样品加标回收率为94.5%～105.0%。     

2,2'-联吡啶In(Ⅲ)配合物与DNA作用的电化学研究

应用循环伏安法、微分脉冲伏安法和交流阻抗法研究了配合物In(bpy)Cl3.H2O与DNA在Tris-HCl缓冲溶液(pH=7.2)中的相互作用.结果表明:配合物中心In(Ⅲ)离子的循环伏安曲线上呈现一对准可逆的氧化还原波,DNA与配合物作用后,配位中心离子的氧化还原峰电流明显降低,扩散系数减小,电化学反应阻抗增大,式量电位负移,表明该配合物与DNA的作用方式为静电结合.     

超重力强化氯碱电解反应

将超重力场应用到氯碱电解过程中, 采用线性扫描法、计时电流法和交流阻抗法研究了超重力对析氢反应和析氯反应的影响, 并进一步考察了氯碱电解槽电压随重力系数的变化规律. 结果表明, 超重力能够强化析氢反应和析氯反应的进行; 相对于常重力条件, 气泡更容易从电解液中溢出, 溶液电阻随重力系数增加而降低; 氯碱电解槽电压也随重力系数的增加而降低, 并且电流密度越大, 槽电压降低的程度越大.     

多菌灵在改性钠基蒙脱土修饰电极上的电化学行为及测定

制备FeCl3改性钠基蒙脱土修饰电极,循环伏安法研究多菌灵在该电极上的电化学行为,以及溶液pH值、扫描速率、修饰剂用量等影响因素,并测定电极反应的部分动力学参数.结果表明,该电极过程由扩散步骤控制,转移电子数n=2,电极的活化表面积A=0.027 cm2,扩散系数D=5.115×10-6cm2/s.在优化测定条件下发现,峰电流的一阶导数值与多菌灵浓度在2.00×10-5~8.00×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系.ip′=-8.045×10-7-0.0237c,相关系数R=-0.9965,检出限为2.41×10-6mol/L.线性扫描伏安法测得BCM试样的回收率为95.73%~104.0%.     

镉离子在H2SO4溶液中极谱行为的研究

本文研究了在没有动物胶的0.5M H_2SO_4溶液中镉离子的极谱行为,得到了如下的结果:(1)在0.050～20.0mM CdSO_4 0.5M H_2SO_4的十种溶液中测得的电流-电位曲线都有良好的波形、恒定的极限扩散电流和易于确定的半波电位.这些曲线上都没有极谱极大出现;其极限扩散电流(波高)与镉离子的浓度成正比.在镉离子低浓度(0.050～0.20mM)时,半波电位保持不变,在镉离子高浓度(1.00～20.0mM)时,也仅有很小的变化.故镉离子在0.5MH_2SO_4,溶液中的电流-电位曲线可供定量和定性测定之用.(2)镉离子在低浓度时的极谱波是一种可逆波.(3)前人在H_2SO_4溶液中研究镉离子时之所以没有能得到令人满意的极谱行为的原因是他们在H_2SO4溶液中添加了动物胶的缘故.(4)作者从得到的波形良好的电流-电位曲线上,测定了25±0.2℃时镉离子在0.5M H_2SO_4溶液中的扩散电流常数、半波电位和电极反应中得失的电子数.结果如下: i_d/cm~(2/3)t~(1/6)=3.97μA/mM·mg~(2/3)·s~(-1/2) E_(1/2)=-1.011V(0.5M硫酸亚汞电极)=-0.559V(饱和甘汞电极) n=2 这些数据比Lingane的数据,扩散电流常数2.6μA/mM·mg~(2/3)·s~(-1/2)和半波电位-0.59V(饱和甘汞电极)],要合理些.     

ITO上电沉积Pd的成核机理及电催化性质

采用循环伏安技术和计时电流技术, 研究了ITO上电沉积Pd的过程, 发现Pd在ITO表面的电沉积是过电位成核且为不可逆的扩散控制过程; 根据Cottrell方程计算得到[PdCl₄]^2-的扩散系数为2.19×10^-5 cm²/s; 根据Scharifker的理论模型, 归一化处理电流-时间曲线, 与理论成核曲线对照, 判断Pd 的成核机理. 通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)对Pd 的形貌进行分析, 讨论了沉积电位和沉积时间对Pd纳米粒子形貌的影响. 用X射线粉末衍射(XRD)对Pd纳米粒子进行结构分析, 并在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中研究了其电化学性质及在碱性条件下乙醇分子的电催化性质.     

水杨酸在改性钠基蒙脱土修饰电极上的电化学行为及测定

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对钠基蒙脱土进行改性,并用红外光谱、X衍射对CTAB-NaMMT进行表征,制备了改性钠基蒙脱土修饰电极(CTAB-NaMMT-CMC/GCE),研究了水杨酸在该修饰电极上的循环伏安行为.结果表明,在pH 0.8的H_2SO_4-Na_2SO_4电解质溶液中,SA在1.19 V出现一明显的氧化峰,在40 ～400 mV/s范围内,其氧化峰电流与扫描速率的平方根(v~(1/2))呈良好线性关系,表明电极过程为受扩散控制不可逆过程.测得SA在该修饰电极上的反应电子数、质子数、传递系数及扩散系数分别为2、2、0.389、1.275×10~(-6) cm~2/s.方波溶出伏安法的氧化峰电流(I_(pa))与SA浓度在8.0×10~(-7) ～1.25×10~(-4) mol/L范围内呈良好的线性关系(r=-0.999 6),检出限为2.27×10~(-7) mol/L,加标回收率为96% ～101%.     

改性钠基蒙脱土修饰电极上百草枯的电化学行为及测定

制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性钠基蒙脱土修饰电极,用循环伏安法研究了百草枯在该修饰电极上的电化学行为,结果表明该电极过程受扩散控制。计算了电极过程的部分动力学参数：电极的电活化面积Aeff=2.108mm2,扩散系数D=5.73×10-4cm2/s。用方波溶出伏安法优化了测定参数,测定了浓度与峰电流ipa1的线性关系,发现ipa1与百草枯浓度在9.660×10-7~3.865×10-4 mol/L范围内呈线性关系,检测限为3.297×10–7 mol/L,用该方法测定了实际水样中百草枯的含量,增敏回收率为：94.55%~108.25%。     

酸性介质中碘离子在铂电极上的电化学氧化行为

采用循环伏安法研究了酸性介质中碘离子在铂电极上不同电位区间, 不同酸度下的电化学反应行为. 结果表明, 当极化电位较低(小于0.6 V(vs Hg/Hg2SO4))时, 碘离子在铂电极上发生2I--2e→I2电氧化反应, 反应产物通过I2+I-=I-3被进一步溶解, 整个反应属于E-C(electrochemical-chemical)模式. 电氧化过程中可以形成碘膜, 其也可以被碘离子溶解. 当极化电位升高至0.6 V(vs Hg/Hg2SO4)或以上时, 碘离子会直接电氧化为高价态碘化合物, I-+3H2O→IO-3+6H++6e, 而析出的碘膜并不发生再氧化反应; 在电化学还原过程中, 出现了两个还原峰, 分别对应于I2、I-3的还原反应; 在无碘膜时, 碘离子电氧化过程受溶液中碘离子的液相扩散步骤控制; 碘膜形成后, 主要受碘膜中碘离子的固相扩散控制; 酸度对于碘离子的电化学氧化过程有很大的影响, 其线性极化曲线的起峰电位及电流峰值电位均随酸浓度升高而负移.