不同离子液体中硝基苯的电化学还原

研究了硝基苯在N-甲基咪唑对甲基苯磺酸([Mim][PhSO3])和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸([Bmim][PF6])两种离子液体中的电化学还原反应.循环伏安法测试显示,硝基苯在[Mim][PhSO3]中只出现一个还原峰,是一个受扩散控制的不可逆电化学反应,而在[Bmim][PF6]中出现两对氧化还原峰,表明其还原产物随离子液体性质的不同而异.     

碱性离子液体催化金属调节的甲基丙烯酸甲酯的电子转移活化原子转移自由基聚合

通过电子转移活化原子转移自由基聚合（AGET ATRP）,以2-溴代异丁酸乙酯（EBiB）为引发剂、维生素C（VC）为还原剂。 以碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氢氧化盐([Bmim][OH])分别和FeCl3·6H2O、CuCl2及RuCl3形成的配合物为催化剂催化甲基丙烯酸甲酯（MMA）的本体和溶液聚合。 催化量的[Bmim][OH]即可提高聚合速率,并且得到相对分子质量分布可控的PMMA（Mw/Mn为1.20～1.40）。 研究了[Bmim][OH]的加入量对聚合速率和相对分子质量分布的影响,3种催化体系催化性质通过循环伏安曲线表征。 扩链反应证明了碱性离子液体催化甲基丙烯酸甲酯的聚合为“活性”/可控自由基聚合。 碱性离子液体良好的溶解性使其成为活性自由基聚合的良好催化剂。     

离子液体-分子溶剂混合体系中电导率的测量与关联

在298.15K下测定了1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim][BF₄])和1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF₆])与不同分子溶剂混合体系的电导率。结果表明, 随着分子溶剂浓度的增大，离子液体的摩尔电导率逐渐增大，离子液体在溶液中的摩尔电导率可以用纯离子液体的摩尔电导率、分子溶剂的介电常数和摩尔体积进行关联。     

[Bmim][DBP]离子液体与甲醇分子间的氢键作用机理及在萃取分离混合C_4烃/甲醇中的应用

研究了用离子液体(ILs)萃取分离混合C_4烃(C_4)中微量甲醇的过程.考察了不同组成的离子液体的萃取性能,发现1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯([Bmim][DBP])具有最佳的萃取性能.采用量子化学方法,研究了[Bmim][DBP]与甲醇的作用机理.结果表明,在离子液体阴、阳离子以及离子液体与甲醇之间均存在稳定的氢键,并且氢键加强了分子间的相互作用.[Bmim][DBP]的阴离子[DBP]~-与甲醇中的—OH形成了键长为0.171 nm的氢键,其相互作用能为-62.08 k J/mol,强于其它阴离子与甲醇的相互作用能.还探讨了[Bmim][DBP]离子液体与混合C_4烃的比例、萃取时间及离子液体循环次数等因素对萃取效果的影响,结果表明,当m(ILs)∶m(C_4)=1∶2,于25℃萃取60 min时,萃取率为99.65%,离子液体循环使用5次后萃取率仍保持稳定.     

双功能离子液体的合成及二氧化碳捕集性能

采用两步法合成了新型功能化离子液体1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑甘氨酸([C_3O_1mim][Gly]),并研究了其对CO_2的吸收性能.利用核磁共振、红外光谱及热重分析等手段进行表征,验证了该离子液体的结构,且发现其具有较高的热稳定性.对比单乙醇胺(MEA),考察了[C_3O_1mim][Gly]在不同温度下对CO_2的捕集能力,结果表明,[C_3O_1mim][Gly]在40℃下的吸收容量可达1.26 mol CO_2/mol IL,远高于MEA,这表明[C_3O_1mim][Gly]对CO_2具有良好的吸收能力,吸收容量随着温度升高而降低.该离子液体同时具有良好的循环稳定性,进行5次吸收解吸操作后仍可保持较高的CO_2吸收量.对该离子液体吸收CO_2进行了动力学研究,结果表明,Pseudo-second-order模型能够较好地描述该吸收过程.     

1-乙胺基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐吸收CO_2的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)对离子液体1-乙胺基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([NH2e-mim][BF4])吸收CO_2的反应机理进行了研究.在B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平下,对离子液体[NH2e-mim][BF4]的结构及与CO_2反应的中间体、过渡态和产物进行了全优化,获得了优化结构的构型参数、振动频率和热力学数据.利用自然键轨道(NBO)分析了离子液体[NH2e-mim][BF4]和CO_2的自然电荷布居.计算结果表明,通过阳离子[NH2e-mim]+自偶解离产生的阳离子[NH3e-mim]2+能与阴离子[BF4]-结合形成更强的离子键.根据反应吉布斯自由能变(ΔG0—)和焓变(ΔH0—)的计算结果,判断离子液体[NH2e-mim][BF4]吸收CO_2按理论摩尔比2∶1分步进行反应,吸收过程中质子的转移需克服52.51 k J/mol的能垒.     

气体在不同离子液体中电化学响应灵敏度的研究

不同气体在不同离子液体中的电化学响应存在差异。本文以氢气、氧气作为目标研究气体,采用循环伏安法和计时安培电流法研究对比了基于两种不同离子液体[Bmpy][NTf₂]和[Bmim][NTf₂]的电化学传感器中气体的电化学行为,并就气体电化学信号的响应时间及灵敏度等电化学行为进行了讨论分析。结果表明:在[Bmpy][NTf₂]和[Bmim][NTf₂]中检测氢气的灵敏度分别为4.93μA/%和0.03μA/%,且其电化学信号值与浓度均呈线性正比关系;在[Bmpy][NTf₂]和[Bmim][NTf₂]中检测氧气的灵敏度分别为-0.055 mA/%和-0.002 mA/%,且其电化学信号值与浓度均呈线性正比关系。研究发现:相比于离子液体[Bmim][NTf₂],[Bmpy][NTf₂]中气体的灵敏度更高,响应性能更好,且对于氢气和氧气的混合气体同样适用。通过研究优选出更适用于检测氢气氧气的离子液体电解质溶液,为后续电化学气体传感器的开发研究提供了理论依据与技术支持。     

在LiCl-KCl-NaCl熔盐体系中碳的阴极还原的研究

用循环伏安法和电位阶跃法研究了LiCl-KCl-NaCl熔盐体系中碳的阴极还原机理。在钨、铂、不锈钢等微电极上得到的伏安图表明碳的还原是由CO_3~(2-)离子经一步电化学反应实现的,电极反应速度控制步骤为CO_3~(2-)离子向阴极的扩散过程,还原过程具有反应物吸附特征。碳在W、Pt、不锈钢电极上析出电位分别为-2.05V、-1.745V和-1.90V(均相对于Ag/AgCl参比电极)。     

在离子液体[BMIm][BF_4]中电沉积光亮金镀层（英文）

在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm][BF_4])中以HAuCl_4·3H_2O为主盐、通过添加5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)和胞嘧啶可得到色泽光亮、厚度达1.5μm的金镀层,沉积过程中阴极电流效率可达到100%。SEM和XRD测试结果表明,DMH和胞嘧啶具有细化晶粒、平整镀层的作用。电化学测试结果表明,DMH可分别与Au3+、Au+形成配合物[Au(DMH)4]-、[Au(DMH)2]-,抑制了还原过程的表面转化步骤,从而增加了阴极极化,起到光亮镀层、细化晶粒的作用;胞嘧啶可在金核表面吸附,从而可以进一步光亮镀层、细化晶粒,与DMH有协同作用。循环伏安测试研究了镀液的电化学行为,研究表明在此体系中Au3+的还原为两步还原过程,分别为Au3+→Au+和Au+→Au。此外DMH和胞嘧啶的添加不会带来副反应。     

咪唑基离子液体的物理化学性质估算及预测(英文)

根据经验和半经验方程及空隙模型理论,可以估算及预测离子液体在298.15K的物理化学性质.本文讨论了离子液体的分子体积,密度,标准熵,晶格能,表面张力,等张比容,摩尔蒸发焓,空隙体积,空隙率和热膨胀系数.通过实验测得的三种离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯([C2mim][EtSO4)]),1-丁基-3-甲基咪唑硫酸辛酯([C4mim][OcSO4])和1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([C2mim][NTf2])的密度和表面张力估算了它们的其它物理化学性质.由这三种离子液体的分子体积及等张比容预测了同系列中其它离子液体[Cnmim][EtSO4],[Cnmim][OcSO4]和[Cnmim][NTf2](n=1-6)的分子体积及等张比容,由此计算出它们的密度及表面张力.进而预测了它们的物理化学性质.将预测的离子液体[C4mim][NTf2]和[C2mim][OcSO4]的密度值与文献报导的实验值进行比较,其偏差在实验误差范围内.最后,将由Kabo经验方程计算的七个离子液体[C2mim][EtSO4]、[C4mim][OcSO4]、[C2mim][NTf2]、[C4mim][NTf2]、丁基三甲基铵双三氟甲磺酰亚胺盐([N4111][NTf2])、甲基三辛基铵双三氟甲磺酰亚胺盐([N8881][NTf2])和1-辛基-3-甲基吡啶四氟硼酸盐([m3opy][BF4])的摩尔蒸发焓与由Verevkin简单规则预测的摩尔蒸发焓进行比较,发现两者符合很好.因此,在缺乏密度和表面张力实验数据的情况下,可以用Verevkin简单规则来预测离子液体的摩尔蒸发焓.     

硝基苯的电还原特性研究

采用准稳态极化、循环伏安、线性扫描和恒电位阶跃等测试方法,对Ｈ２ＳＯ４溶液中硝基苯的电还原特性进行研究,评价了硝基苯在Ｃｕ、Ｃｕ－Ｈｇ和Ｃｕ－Ｎｉ电极的电还原反应活性,研究了硝基苯电还原为ＰＡＰ的中间步骤,并对反应机理进行了探讨。结果表明,硝基苯在酸性介质中的电还原反应存在中间步骤,并伴有反应物吸附现象,硝基苯电还原反应受硝基苯及其还原产物在溶液中的液相传质步骤控制．     

混合金属氧化物阳极在海水中的电化学性能

采用热分解方法制备钛基混合金属氧化物阳极 ,用扫描电镜对阳极涂层显微形貌进行了分析 ,并通过实海模拟试验考察了混合金属氧化物阳极在海水阴极保护系统中的使用性能 .SEM分析结果表明 ,混合金属氧化物阳极涂层呈多孔多裂纹的显微结构 ,与其它阳极材料相比 ,此种阳极具有更大的活性表面积 .电化学试验结果表明 ,混合金属氧化物阳极在海水中具有良好的电化学稳定性和电化学活性 ;此外 ,混合金属氧化物阳极在海水中的消耗率很低 ,属于不溶性的阳极材料 ,作为外加电流阴极保护的辅助阳极具有广泛的应用前景     

Recent developments in electrochemical flow detections—A review: Part I. Flow analysis and capillary electrophoresis

Recent years have provided numerous new examples of applying flow-through electrochemical detectors in chemical analysis. This review, based on about 250 original research papers cited from the current analytical literature, presents their application in flow analysis and capillary electrophoretic methods. Example applications are also given for arrays of electrochemical sensors in flow analysis and electrochemical detection in microfluidic systems. Potentiometric detection with ion-selective electrodes predominates in flow analysis carried out mostly in a flow-injection system, while amperometric and conductivity detections are most commonly employed in capillary electrophoresis.     

电化学分析

本文是《分析试验室》定期评述中“电化学分析”第二篇和“离子选择电极”第三篇评述文章,它第一次将上述两课题合并为“电化学分析”课题。它对1987～1990年间(其中离子选择电极为1989～1990年)国内电化学分析的进展作了全面评述。内容包括:基础理论研究、极谱与伏安分析、溶出分析、化学修饰电极、液-液界面电化学、色谱电化学与流动注射分析检测、光谱电化学、离子选择电极、库伦分析及其他分析方法     

EQCM studies on polypyrrole in aqueous solutions

Electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) studies revealed that the electrochemical properties of polypyrrole (PPY) in aqueous solutions are greatly dependent on the solution pH. A PPY film immersed in an aqueous KCl solution shows redox processes which involve not only anion transport but also cation transport if the solution pH is greater than 3–4, whereas at lower pH values only anion transport prevails as has been widely recognized. It has been found from comparative studies using poly(N-methylpyrrole) that protonation and deprotonation at nitrogen atoms of PPY play a key role in the observed pH-dependent electrochemical behavior. Deprotonated PPY allows transient incorporation of hydrated cations upon reduction in weak alkaline aqueous solutions, followed by slow ejection of the incorporated cations when conventional electrolytes such as KCl and NaClO₄ are used, but not in NH₄Cl solution. Discussion on the cation transport in PPY is made in terms of deprotonation and protonation of nitrogen atoms of pyrrole subunits in PPY.     

导电聚合物的电化学制备和电化学性质研究——中国科学院有机固体重点实验室导电聚合物电化学研究工作简介(I)

简要介绍本研究组自上世纪80年代以来在导电聚合物的电化学制备和电化学性质研究中取得的一些主要成果,包括吡咯电化学聚合条件的影响、电化学聚合反应机理及其反应动力学、导电聚吡咯的两种掺杂结构及其两步电化学氧化还原过程和电化学过氧化的机理、导电聚苯胺的电化学性质、导电聚合物稳定性的电化学解释等等.     

乙烯基二茂铁共聚物修饰电极的研究进展

乙烯基二茂铁具有良好的电性能、磁性能和氧化还原性能,且由乙烯基二茂铁和带功能性基团的乙烯基单体共聚合成的聚合物电介体弥补了小分子电介体存在易流失的缺点,具有广泛的应用前景。乙烯基二茂铁在聚合过程中容易发生"分子内电子转移",溶剂效应和位阻效应可能是诱发该反应发生的原因。本文概述了乙烯基二茂铁自由基聚合的特点及其修饰电极常用的制备和表征方法,并着重分析了测试电位、膜厚度、温度、乙烯基二茂铁结构单元含量以及残留单体对酶电极的影响。     

Electrochemical sensitive determination of acetaminophen in pharmaceutical formulations at iron oxide/graphene composite modified electrode

Acetaminophen (AC) is one of the most commonly prescribed analgesic and antipyretic drug, which is considered to be safe as well as effective. Rational use of AC does not pose any toxicity or adverse effects, however, an overdose or prolonged use could lead to nephrotoxicity and severe hepatoxicity. Thus, monitoring of AC is essential for drug safety. In this work, a facile Fe₂O₃/reduced graphene oxide (Fe₂O₃/RGO) nanocomposite was synthesized for improved electrochemical detection of AC. The material was synthesized through a simple one-step process. For characterization of synthesized Fe₂O₃/RGO composite, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were employed. To verify the electrochemical performance of Fe₂O₃/RGO nanocomposite, GCE was modified with this nanocomposite and utilized for quantification of AC. The detection limit of AC was 21 nM in a linear range from 1.0 × 10⁻⁷ to 74 × 10⁻⁶ M. Furthermore, the sensor also unveiled good stability, promising sensitivity and selectivity. Hence, Fe₂O₃/RGO could be applied as a sensing material for electrochemical detection of AC. Finally, the analytical utility of the method was also verified in human urine and drug samples with some preliminary treatments.     

核黄素在电化学还原石墨烯/Nafion修饰电极上的电化学行为及分析检测

本文采用电化学还原石墨烯(ECGO)/Nafion修饰玻碳电极对核黄素的循环伏安特性进行了研究。结果显示,ECGO/Nafion修饰薄膜对核黄素显示出良好的催化效果。实验考察了氧化石墨烯(GO)/Nafion的用量、扫描圈数、pH值、电位等对核黄素电化学行为的影响。在最优条件下,采用差分脉冲伏安法测定了核黄素检测的线性范围,结果显示,氧化峰电流与核黄素的浓度在7.5×10~(-8)~1.0×10~(-5) mol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,检测限可达2.5×10~(-8) mol·L~(-1)。用该方法测定实际样品中的核黄素含量,效果较好。     

普鲁士蓝膜修饰电极的电化学阻抗谱

测量了应用电化学方法制备的不同厚度的普鲁士蓝膜修饰电极的循环伏安行为与电化学阻抗谱.由所得到的循环伏安图讨论了普鲁士蓝修饰膜的氧化还原过程,并对相关的Nyquist图进行了解析,提出了相应的等效电路.在此基础上计算出较薄膜中普鲁士蓝/普鲁士白电化学反应的表观速率常数和表观扩散系数,讨论了膜厚度对电荷扩散的影响.当膜相对较薄时,电极过程主要由动力学过程控制;当膜达到一定厚度时,电荷在膜中的扩散速率受到限制,电极过程由动力学过程和电荷扩散过程共同控制,证实了文献报导的普鲁士蓝膜修饰电极为多层空间分布电荷传递模型.