热电极技术在电化学传感器中的应用

热电极技术是使用电流直接或间接加热微电极,通过控制施加电流的时间和大小来调节电极表面的温度。电极加热时可以只提高电极表面温度,而溶液的整体温度并不改变。由于温度对电化学反应速率、物质的扩散和对流均有影响,使用热电极技术可以减少背景噪音、提高检测的灵敏度与重现性。因此,热电极技术因其简单的加热设备、更高的检测灵敏度和更低的电极污染效应,在电化学分析领域引起了普遍关注。本文介绍了热电极技术的发展概况、工作原理、电极设计思路、电极温度的测量与控制、电极种类以及在电化学检测系统、电致化学发光检测系统、流动注射安培检测系统、毛细管电泳/芯片-电化学/电致化学发光检测系统中的相关应用。最后展望了该技术的发展趋势。     

高效液相色谱-加热电喷雾串联三重四级杆质谱法测定蔬菜中18种常用农药残留

建立了蔬菜中18种农药残留的高效液相色谱-加热电喷雾串联三重四级杆质谱测定方法.样品由乙腈提取,氨基柱净化,经C18液相色谱柱分离后,加热电喷雾离子源正负离子同时采集,在选择反应监测模式下进行测定.结果表明,该方法简便、快速、灵敏,方法的线性范围、回收率、精密度和检出限均符合农药残留分析的要求.     

内扩散对煤和石油焦水蒸气气化反应性能的影响

以内蒙褐煤、神府烟煤、遵义无烟煤和石油焦为研究对象,借助热重分析仪,进行了水蒸气气化动力学研究,得到了4种样品焦的本征动力学方程,分析了水蒸气分压和粒径对气化反应的影响。基于幂函数模型得到的动力学参数,结合气固催化理论,提出了计算内扩散效率因子(η)的方法。计算效率因子(ηcal)和实验效率因子(ηexp)的对比结果表明,使用该方法得到的内扩散效率因子可以用于定量评估水蒸气气化反应中内扩散过程的影响程度。     

煤焦CO_2气化反应动力学及内扩散对气化过程的影响分析

采用热重分析仪考察了气化温度(850-1 150℃)和煤焦粒径(60、505、950、1 515、2 000μm)对常压下神木煤焦气化反应的影响。在此基础上,运用体积模型、缩核模型和随机孔模型研究了煤焦常压二氧化碳气化反应动力学,分析了内扩散对煤焦气化反应的影响。结果表明,随机孔模型能够准确预测反应速率随煤焦转化率的变化。基于本征动力学数据,通过对Thiele模数、内扩散效率因子的计算,并将其与实验效率因子相比较,发现计算效率因子能够评估内扩散对初始气化反应的影响,但不能准确评估整个气化过程中内扩散对气化反应的影响。     

液相色谱塔板高度方程的统一形式

研究了色谱分离过程中物质的径向扩散和流动相发热对柱效能的影响。从热传导方程出发,运用色谱过程动力学原理推导了包括考虑流动相径向扩散、色谱柱发热影响的液相色谱塔板高度方程：

该方程概括了高效液相色谱（HPLC）、超高效液相色谱（UPLC）、毛细管电色谱（CEC）和消滞留层液相色谱（ESFLC）塔板高度与各种因素的关系。方程最后一项代表了径向扩散和柱发热对塔板高度的贡献。当流动相线速度较低且柱内径较细时,流动相摩擦生热和径向扩散对塔板高度的贡献趋近于零,塔板高度方程还原成Horvath和Lin的方程;当流动相线速度较高时,由于流动相摩擦生热,柱轴心与边缘温差增加,导致流动相线速度径向分布差异,使得柱效率降低。柱轴心与边缘的温差与流动相线速度平方成正比。该文指出,在流动相高线速度情况下,液相色谱的柱效率与柱内径密切相关,采用细内径柱有利于实现高速与高效率;过高的流动相线速度将导致色谱柱效率崩溃。     

在Mo-Bi-Ce/SiO_2催化剂上内扩散对甲醇氧化制甲醛Redox机理动力学的影响

在30—40目的Mo-Bi-Ce/SiO_2催化剂上,甲醇氧化制甲醛反应在动力学区域进行时,其动力学服从Redox 机理方程。当催化剂颗粒增大至2mm 时,内扩散对甲醇氧化制甲醛的反应影响严重,催化剂的有效因子在0.47—0.85之间,从Redox 机理方程出发,对此值进行了内扩散影响的理论分析。内扩散对Redox 机理方程的反应活化能的影响服从(15)式,并从实验上得到证实。用动力学方法测定了甲醇的扩散系数。     

氯化钠溶液中铜丝尺寸效应对腐蚀行为的影响

为了研究半径变化对铜丝腐蚀行为的影响, 通过极化曲线和交流阻抗测试方法研究了半径为0.04-0.82 mm的铜丝在自然通气的0.5 mol·L-1 NaCl(pH=7.4)溶液中的腐蚀行为. 结果表明, 当铜丝半径小于氧的扩散层厚度(0.56 mm)时, 随着半径减少, 非线性扩散的存在加速了电化学反应的传质过程, 其影响由慢到快迅速增大, 使得受扩散过程控制的阴、阳极反应速率增大, 铜丝的腐蚀电流密度显著增加. 对铂丝、不锈钢丝的氧阴极还原反应过程研究也得到了类似的反应特征. 上述现象表明铜丝腐蚀行为的尺寸效应具有一定的普遍性.     

3-甲基吡啶电氧化合成烟酸的研究

在有阳离子交换膜的电解槽内,通过稳态极化曲线测量,考察了3-甲基吡啶在Pt电极和PbO₂/Ti电极上的电极反应,发现PbO₂/Ti电极对生成烟酸有电催化作用.通过高效液相色谱分析,进一步考察了各种因素对电流效率的影响.     

用循环伏安法研究烷氧基聚紫精的电氧化还原性能

利用循环伏安法研究了烷氧基聚紫精的电氧化还原性能，测定了它们的两步还原电位、峰电流和表现扩散系统（Ｄ），结果表明：Ｄ随着ＰＡｏＶ结构中所含醚键的增加而减小；并对第一步还原反应的可逆性进行了研究，发现第一步还原反应的可逆性优于第二步还原反应，同时证明电极反应是由扩散步骤控制的；ＰＡｏＶ具有良好的抗电疲劳性能；并研究了体系ｐＨ值和扫描范围对ＰＡｏＶ的电氧化还原性能的影响。     

液相色谱梯度淋洗过程中溶剂的分布规律

在液相色谱梯度淋洗过程中,由于柱外过程和流动相在柱内的输运过程中的延迟作用和扩散的影响,使得溶剂浓度梯度变化时,在柱内特定位置的浓度随时间的变化符合相应的分布规律.本文从理论和实验两个方面对这一规律加以探讨,并讨论了仪器条件对该分布规律的影响.     

电极基底的正反馈过程对Au／HCl电化学振荡行为的影响

当一针尖电极靠近一导电基底表面至间距与超微盘电直径相当时，针尖电极上的电化学反应产物能够有交地扩散到基底表面，并可能在其上发生电极反应使之复原为原反应物或生成其他有关物种，从而增大针尖电极上的电化学反应电流（对应于反应物种浓度）或影响该电极过程。本文将报道归扫描电化学显微技术中的这一正反馈作用对Ａｕ／ＨＣｌ体系的电化学振荡行为的影响。Ａｕ电极的阳极过程一般认为由下列两步构成。     

铁电极电还原溴化钠甲醇溶液反应动力学和机理

研究溴化钠（NaBr）甲醇溶液在铁电极上电还原反应动力学和机理对于二茂铁电化学制备、非水体系中二氧化碳（CO₂）的电还原和有机电合成等领域具有实际价值和科学意义, 但对此未见详细报道. 本文采用极化曲线和电化学阻抗谱等技术详细地研究了该体系的电还原动力学和机理. 结果表明: 反应物为甲醇而Na⁺只起导电作用; 电极电位是该体系中唯一状态变量, 其对甲醇电还原速率常数的影响符合阿仑尼乌斯唯象方程式; 电还原过程不受扩散极化控制, 溶液欧姆极化是主要极化形式; 甲醇电还原依法拉第定律计量地产生氢气, 反应活化能约为26.2 kJ·mol^-1.     

微盘电极应用-聚在乙二醇离子导体中的伏安分析

在聚乙二醇离子导体中, 研究了二茂铁在其中的伏安性质, 结果表明如果电活性物质与聚合物溶剂不发生相互反应, 那么电活性物质在聚合物溶剂中的扩散仍然遵循Fick扩散方程, 其伏安结果可以定量描述。提出了在聚合物离子导体中不需要知道电活性物质的摩尔浓度就可估算扩散系数的伏安方法, 探索了在聚合物离子导体中电活性物质的扩散规律。     

微盘电极应用-聚在乙二醇离子导体中的伏安分析

在聚乙二醇离子导体中, 研究了二茂铁在其中的伏安性质, 结果表明如果电活性物质与聚合物溶剂不发生相互反应, 那么电活性物质在聚合物溶剂中的扩散仍然遵循Fick扩散方程, 其伏安结果可以定量描述。提出了在聚合物离子导体中不需要知道电活性物质的摩尔浓度就可估算扩散系数的伏安方法, 探索了在聚合物离子导体中电活性物质的扩散规律。     

交联聚苯乙烯小球的微波加热磺化

用微波加热使苯乙烯和二乙烯苯共聚小球磺化。研究了微波功率、加热时间、反应物配比、溶胀剂、反应器在微波炉内的位置等因素对磺化反应的影响。     

正己烷在Pt/Al_2O_3催化剂上的完全氧化

用外循环无梯度反应器研究了在Pt/Al_2O_3催化剂上内扩散对己烷完全氧化动力学的影响。当催化剂为30—40目时己烷完全氧化在动力学区域进行,当催化剂颗粒增大到4mm时反应在内扩散区域进行,催化剂有效因子在O.14—O.38之间。它表明反应严重地受内扩散阻碍。在氧分压过量时,在动力学区域已烷完全氧化的反应级数为0级,在内扩散区域它变为O.45级。动力学区域的表观活化能为19.OkJ/mol,内扩散区域的表观活化能为10.7kJ/mol,它近似动力学区域活化能及扩散活化能的算术平均值。用试射法及Euler方法计算了已烷在催化剂孔内的分压分布。     

微盘电极应用在乙二醇离子导体中的伏安分析

在聚乙二醇离子导体中,研究了二茂铁在其中的伏安性质,结果表明如果电活性物质与聚合物溶剂不发生相互反应,那么电活性物质在聚合物溶剂中的扩散仍然遵循Fick扩散方程,其伏安结果可以定量描述.提出了在聚合物离子导体中不需要知道电活性物质的摩尔浓度就可估算扩散系数的伏安方法,探索了在聚合物离子导体中电活性物质的扩散规律.     

液相色谱的交流电致化学发光检测系统的研制

讨论了由计算机控制的液相色谱交流电致化学发光检测器的研制过程,并对其性能进行了测试。     

NaY型沸石分子筛催化环己胺氧化制备环己酮肟

考察了系列氧化剂、催化剂和溶剂对环己胺液相氧化制备环己酮肟的影响,发现以乙腈为溶剂,过氧化氢为氧化剂,NaY型沸石分子筛对该反应具有优良的催化性能。 对该反应体系进行了五因素四水平的正交实验,确定了适宜的催化剂用量、溶剂用量、反应时间、反应温度和氧化剂用量,比较分析了各因素对环己胺转化率和环己酮肟选择性的影响。 确定了环己胺液相氧化反应的最佳工艺条件为：环己胺为3 mL,催化剂为03 g,环己胺、溶剂和氧化剂的体积比为1∶3∶3,65 ℃反应2 h。 讨论了环己胺液相催化氧化的反应机理。     

液相电化学沉积类金刚石薄膜的研究进展

采用电化学沉积法开展液相中类金刚石薄膜的制备工艺和理论的研究,对于完善类金刚石薄膜的合成技术,开拓类金刚石薄膜的应用领域,具有很重要的理论意义和实用价值。本文概述了液相电沉积技术的基本原理和方法,重点从四个方面介绍了电化学方法制备类金刚石薄膜的研究进展,总结了该方法所制备样品的性能,并对可能的反应机制作了综合性的阐述,最后对液相电沉积类金刚石薄膜的发展前景进行了展望。