玻碳电极表面因瓦合金的电化学成核机理

在弱酸性因瓦合金(含镍质量分数为32~36 % 的镍铁合金)镀液中, 以线性扫描伏安法、循环伏安法和恒电位阶跃法对因瓦合金在玻碳电极表面的电沉积过程及其成核机理进行研究. 结果表明, 在该体系下, 因瓦合金在玻碳电极表面的电结晶属于扩散控制下的不可逆电极过程. 运用Scharifker-Hills理论模型(SH)拟合实验数据表明, 因瓦合金在玻碳电极表面的共沉积更加符合三维瞬时成核的成核规律. 运用Heerman-Tarallo理论模型(HT)分析得到因瓦合金在玻碳电极表面的成核生长的动力学参数, 当阶跃电位从-1.11 V变化至-1.17 V (vs SCE), 成核密度数(N₀)由0.72×10⁵ cm^-2提高至1.91×10⁵ cm^-2, 成核速率常数(A)从 40.35 s^-1增至 194.38 s^-1, 扩散系数(D)为(7.67±0.15)×10^-5 cm²•s^-1, 变化不大.     

1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水组成的混合电解液中三价铬电沉积铬的研究

本文在[BMIM]OAc-H₂O电解液中研究了Cr³⁺的电沉积反应. 经循环伏安研究表明,Cr³⁺的还原属于受扩散控制的分步还原过程, 即Cr³⁺ + e →Cr²⁺和Cr²⁺ + 2e → Cr⁰. 在40℃下通过Rendle-Sevcik方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.2×10^-8 cm²/s. 采用计时电流法探讨了Cr的三维瞬时成核机理. 对沉积的铬镀层进行了XRD、SEM表征, 结果表明经600℃氩气保护下煅烧后的镀层由Cr和Cr₂O₃纳米球状颗粒聚集而成, 其平均粒径为0.48μm. 对40℃,-3.0V条件下所得镀层进行EDX检测,发现Cr与O的能级峰十分明显,其中Cr的质量分数为83.8%. 通过在[BMIM]OAc、[BMIM]BF₄和[BMIM]PF₆三种离子液体体系中电镀得到的Cr镀层质量的比较, 表明OAc-的确有利于Cr的电沉积.     

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.     

玻碳电极肉桂酸添加剂对锌电沉积的影响

用循环伏安法、计时电位法研究了玻碳电极肉桂酸添加剂对锌电沉积机理及成核过程的影响. 研究表明,含肉桂酸基础镀液中还原仍为Zn²⁺ + 2e → Zn,但肉桂酸能促进锌成核,改变锌沉积的动力学过程. 在基础镀液锌成核机理为3D-瞬时成核过程,加肉桂酸后锌的成核机理趋于3D-连续成核过程,其活性位点数增加,成核速率减小.     

石墨烯/铁氰化钴复合膜修饰玻碳电极同时测定对苯二酚、邻苯二酚和间苯二酚

采用滴涂法和电沉积法制备了石墨烯/铁氰化钴复合膜修饰玻碳电极. 用扫描电镜对该纳米复合膜进行了表征.用循环伏安法研究了对苯二酚(HQ)、邻苯二酚(CT)和间苯二酚(RS)在修饰电极上的电化学行为. 实验结果表明, 相对于裸玻碳电极和石墨烯修饰电极, HQ, CT 和RS 在石墨烯/铁氰化钴修饰电极上的氧化峰电流显著提高. 利用差分脉冲伏安法测定, HQ, CT 和RS 分别在1.0×10^－6～1.5×10^－4 mol/L, 1.0×10^－6～2.0×10^－4 mol/L 和3.5×10^－6～2.5×10^－4 mol/L浓度范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系, 相关系数分别为0.991, 0.993 和0.992. 信噪比为3 时, HQ, CT 和RS 检出限分别为2.0×10^－7, 2.1×10^－7 和3.5×10^－7 mol/L. 将该方法用于水样分析, 回收率为95.6%～106.1%.     

n型半导体硅电极表面Au的电化学成核机理

在成功实现半导体硅表面电沉积致密金膜的柠檬酸盐镀金实际应用体系中,运用循环伏安和电位阶跃法研究了Au在n型Si(111)电极表面的电沉积过程和成核机理.结果表明,在该体系中, Au在Si表面呈现不可逆电极过程,成核过电位达到250 mV;根据Cottrell方程求得扩散系数D = (1.81 ± 0.14) × 10^-4 cm₂·s^-1;运用Scharifker-Hills (SH)理论模型对比分析拟合实验结果,表明Au在n型Si表面遵循扩散控制下的三维连续成核机理;通过扫描电子显微镜观察Au初期成核、生长形貌,进一步证实了Au的三维连续成核机制,并讨论了阶跃电位和阶跃时间对Au核形貌和密度的影响.     

1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙酸钠混合电解液中三价铬电镀的研究

本文研究了Cr³⁺在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）电解液中的电沉积反应以及添加剂NaOAc对电镀铬的影响. 含Cr³⁺电解液的循环伏安结果表明,Cr(III)还原为Cr(II)的峰电位是-1.5 V (vs. Pt), 峰电位和峰电流均满足Rendle-Sevcik扩散方程,由该方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.6 × 10^-8 cm²·s^-1. 铬镀层的X射线衍射和扫描电子显微镜表征结果表明镀层由纳米球状的单质铬颗粒聚集而成,其平均粒径为0.87μm. 在电解液中添加NaOAc后,Cr³⁺的还原峰电位正移了约0.25 V. 同时EDS结果表明,在NaOAc的作用下镀层中Cr/O摩尔比由4.48增加至6.28,这说明OAc^-有利于单质铬的电沉积. 当电解液中NaOAc-[BMIM]HSO₄-CrCl₃-H₂O的摩尔比为0.075:1:0.5:6时,所得的镀层最厚(63 μm)与电流效率最高(33.5%).     

血红蛋白在裸银电极上的直接电化学及其分析应用

报道了血红蛋白(Hb)在裸银电极上的电化学氧化还原行为。在+0.4～-0.2V(vs.SCE)电位范围内于pH=4.5的0.1mol/LNaAc-HAc底液中,血红蛋白产生一对灵敏的氧化还原峰。峰电位之差△E为0.25V(扫描速度20mV/s).动力学研究表明:电极反应的电子转移数n为0.94,表现电子传递速率常数Ks为0.032.连续电位扫描30min,峰电流变化分别为0.2μA(还原峰)和0.15μA(氧化峰).两峰与血红蛋白浓度在2×10^-7～2×10^-6mol/L和2×10^-6～1.5×10^-5mol/L范围内均呈良好线性关系,已应用于血红蛋白的分析测定。     

电沉积二氧化锰成核机理及其充放电性能

采用计时电流法沉积纳米MnO₂电极材料,利用Scharifker-Hills成核理论模型分析时间-电流(i-t)曲线判断了MnO₂成核机理。 对3种不同的成核方式制得的MnO₂材料进行电化学超级电容性能测试、用SEM观察了其微观形貌。 比较了不同沉积方法对沉积材料结构、电容性能的影响。 计时电流测试发现,在0.1 mol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.365 V,初始成核符合瞬时成核机理,在0.01 mol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.418 V,初始成核存在瞬时成核和连续成核两种不同机理,在0.5 mmol/L Mn²⁺溶液中,电势阶跃至0.515 V,初始成核则符合连续成核机理。 超级电容性能测试发现,瞬时成核下制得的MnO₂电极材料相对于另外两种成核方式得到的电极材料具有更好的电容性能,这是因为瞬时成核更易于形成多孔、纳米片(棒)状等高比表面积的沉积物,表明制备方法影响MnO₂电极材料电容性能。     

石墨烯修饰玻碳电极在对苯二酚存在下选择性测定米吐尔

制备了石墨烯修饰玻碳电极(GN/GCE)。 在0.5 mol/L HAc-NaAc(pH=4.8)缓冲溶液中,用循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)研究了米吐尔在修饰电极上的电化学行为,建立了测定米吐尔的新方法。 研究表明,米吐尔在GN/GCE上的氧化、还原峰电势差比其在裸玻碳电极(GCE)上的小,峰电流显著增加,说明GN/GCE对米吐尔有电催化作用;共存物对苯二酚干扰米吐尔的测定,通过方波伏安法可以消除其干扰。 在方波伏安曲线上,米吐尔的还原峰电流与其浓度在8.0×10^-8~5.0×10^-5 mol/L范围内呈线性关系,检出限为2.0×10^-8 mol/L。 该法可用于照相显影废液中米吐尔的测定。     

单极脉冲一步合成聚苯胺/铁氰化镍杂化膜及其过氧化氢电催化还原活性

采用单极脉冲法在铂基体表面一步合成聚苯胺/铁氰化镍 (PANI/NiHCF) 有机-无机杂化膜,并分析了杂化膜高电势静电吸引沉积机理. 高电压聚合杂化膜避免了Fe(CN)₆^3-的还原,并形成单一“不可溶”结构NiHCF. 用扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）和傅立叶变换红外（FT-IR）光谱研究了杂化膜表面形貌及组成,并考察了不同单极脉冲电压制得杂化膜的电化学性能. 结果表明,单极脉冲电压1.0 V制得的PANI/NiHCF杂化膜有最佳的电活性和良好的稳定性. 使用计时电流法考察了杂化膜电极的过氧化氢（H₂O₂）的电催化还原活性,在0.5 mol·L^-1 KCl + 0.5 mol·L^-1 HCl电解液中,PANI/NiHCF杂化膜电极过氧化氢催化还原电流与其浓度（4.0×10^-4 ~ 1.6×10^-2 mol·L^-1）呈良好的线性关系,相关性系数R = 0.9991,检出限为6.09×10-5 mol·L-1,灵敏度为1075 mA·(mol·L-1)-1·cm-2.     

Te,CdTe,HgCdTe的电沉积及其成核机理

应用自装微机联用恒电位系统研究了在玻璃碳或铁电极上Te、CdTe、HgCdTe的电沉积及其电结晶成核机理。结果表明,在酸性溶液中,HTeO_2~+的阴极还原符合4电子还原机理,其电结晶生长表现为由HTeO_2~+扩散控制的三维瞬时成核机理;CdTe沉积层的形成是亚碲酸还原的延续,其电结晶成核机理因电位阶跃值、沉积温度及溶液pH值的改变而由HTeO_2~+扩散控制的三维瞬时成核转变为二维瞬时成核机理;对HgCdTe,其电沉积过程的动力学步骤可设想为: Hg~(2+)+2e—→Hg,HTeO_2~++3H~++4e—→Te+2H_2O xHg+Te—→Hg_2Te,Hg_2Te+(1—x)Cd~(2+)+2(1—x)e—→Hg_2Cd_(1-2)Te 相关的结晶生长除受各种实验因素影响外,还与CdTe的成核过程有关。在本文实验条件下,大体遵循二维瞬时成核机理。     

纳米颗粒银层的电沉积机理及SERS效应

研究了大面积均匀平整的纳米颗粒银层电沉积的机理, 优化了制备工艺, 探索了其在表面增强拉曼光谱检测中的应用. 结果表明, 该纳米颗粒银层的电沉积随着电极电势的负移, 逐步由连续成核转向瞬时成核机理, 在电流密度为1.0 A/dm², 阴阳极面积比为1∶10, 以及20~30 ℃条件下, 银层具有更强的表面增强效应. XRD测试表明, (111)晶面为银电沉积层的择优取向面; 扫描电子显微镜表征表明, 银的颗粒尺度为6~11 nm. 该电沉积层作为表面增强拉曼光谱的活性基底, 具有灵敏度高及检测限低的特点, 对罗丹明6G 分子的检测限低至1.0×10^-12 mol/L, 同时在大范围内的拉曼增强效果均匀, 展现了良好的应用前景.     

添加剂3-巯基-1-丙烷磺酸钠对铜电沉积影响的研究

采用循环伏安(CV)、线性电位扫描(LSV)、计时安培(CA)和交流阻抗(AC impedance)电化学方法结合扫描电镜(SEM)研究了不同浓度的3-巯基-1-丙烷磺酸钠(MPS)对CuSO₄-H₂SO₄体系中铜在玻碳电极(GCE)上的电沉积过程的影响. CV, LSV和AC impedance实验结果一致表明 MPS阻化铜的电沉积, 并且随着MPS浓度的增加, 其阻化作用增强. 但是MPS对Cu的电结晶过程表现为促进作用, CA与SEM研究结果一致表明, MPS不改变Cu的电结晶成核机理, 仍然按瞬时成核和三维生长方式进行, 并且成核数目随着MPS浓度的增大而增加.     

经由[Ni(en)3](SeO3)配合物电镀制备的硒化镍高效电催化水分解反应

电催化水分解是一种高效制备清洁氢气能源的有效方法. 开发高效、稳定、廉价、双功能的电催化剂用于水的氧化与还原反应一直以来都是具有挑战的课题. 在这篇论文中,作者报道了一种生长在碳布上高活性的硒化镍微球. 该催化剂通过对同时包含镍和硒元素的亚硒酸镍配合物进行电解制备. 由于前驱分子同时含有两种有效元素,制备得到的硒化镍具有很好的形貌和元素分步均一性. 制备得到的NiSe-EA/CC电极能够双功能催化水的氧化与还原. 在154 mV析氢过电势下能达到10 mA·cm^-2的催化电流. 同时,在250 mV析氧过电势下能达到20 mA·cm^-2电催化电流. 用该电极材料同时作为阴极和阳极制备的全电解水电解池能在1.53 V的电压下实现10 mA·cm^-2的稳定电解电流.     

石墨烯的制备及石墨烯修饰电极对p-苯二酚的催化氧化

采用氨水还原氧化石墨烯(GO)制备石墨烯(GN), 并考察石墨烯修饰玻碳电极(GN/GCE)电催化氧化p-苯二酚(HQ)的性能. 利用傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、比表面分析(BET)和电分析化学测试等技术对GN结构、表面形貌和电化学行为进行了表征. 采用循环伏安法(CV)和差分脉冲溶出伏安法(DPV)研究GN/GCE对HQ的电催化氧化性能. 结果表明, 与裸玻碳电极(GCE)相比, [Fe(CN)₆]^3-/4-在GN/GCE上电荷转移电阻为75.0 Ω·cm², 减小约9倍, 说明GN具有良好导电性; 同时HQ在GN/GCE上氧化峰电位负移, 还原峰电位正移, 峰电位差ΔE_p减小165 mV, 且氧化还原峰电流(I_pa和I_pc)均增大, HQ电化学氧化可逆性明显改善, 表明GN/GCE对HQ氧化具有显著电催化作用.     

阿魏酸聚合修饰玻碳电极的制备及其对NADH的催化氧化

研究了阿魏酸修饰电极的制备、性质及对NADH的电催化作用.该电极在0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH=6.60)中,于-0.1～+0.50V(vs.Ag/AgCl)电位范围内呈现一对氧化还原峰,其式量电位E₀为+0.188V(vs.Ag/AgCl),且E₀随pH增加而负向移动.电子转移系数为0.496,表观电极反应速率常数(ks)为6.6s^-1.电极反应的电子数为1且有1个质子参与.该修饰电极对NADH氧化具有很好的催化作用.在NADH存在下,电极过程由扩散控制,扩散系数为1.76×10^-6cm²/s.NADH浓度在0.01～5.0mmol/L范围内与峰电流呈现良好的线性关系.通过计时安培法测得催化速率常数为6.82×10³mol^-1·L·s^-1.     

从2AlCl3/Et3NHCl离子液体中电沉积制备Ni 和Ni-Al 合金

在含Ni2+的2AlCl3/Et3NHCl离子液体中的铜电极上通过恒电位电沉积制备出金属Ni和Ni-Al合金.采用循环伏安和计时电流方法,揭示铜电极上沉积金属Ni的成核机理,研究了电沉积Ni-Al合金的机理,以及恒电位沉积Ni-Al合金工艺条件对沉积Ni-Al合金表面形貌和电流效率的影响.结果表明:在铜电极上电沉积金属Ni的成核机理为受扩散控制的三维瞬时成核过程.在电量≥3.0 C时,电沉积Ni-Al合金的组成基本不再变化.Ni-Al合金的电沉积机理为,Ni的电沉积受扩散控制,同时进行Al的欠电位沉积,在Ni-Al合金电沉积过程中某些Ni-Al合金相的沉积可能受动力学限制而使Ni-Al合金的组成偏离热力学预测结果.在电沉积Ni-Al合金的沉积电流小且平稳,电沉积速率慢条件下,Ni-Al合金表面形貌致密均一,反之就会出现瘤节.电沉积Ni-Al合金的电流效率＞90％.电沉积物的组成接近于Ni3Al合金.     

共价氢化物在光度分析中的应用

Ⅰ.氢化物发生分光光度测定铋 基于铋化氢与二乙胺二硫代甲酸银(AgDDC)反应生成有色物,提出一个测定铋的分光光度新方法。用硼氢化钾、氯化钠、铝粉(重量比2:1:5)还原后,0.5N盐酸介质中,15-25℃,将秘离子转化为秘化氢。5.0 ml AgDDC氯仿溶液(0.2%)吸收,有色物最大吸收为425nm,摩尔吸光系数4.6 × 10⁴ l·mol^-1·cm^-1.     

微量热法研究过氧化氢酶反应

利用微量热法和热动力学方程研究了过氢化氢酶反应.该反应遵循Michaelis-Menten动力学,298.15K和pH7.0时,其米氏常数、酶转换数以及摩尔反应焓分别为2.36×10^-2mol/L、1.20×10⁴s^-1和-83.67kJ·mol^-1.过氧化氢酶反应后期对底物是一级反应,其总反应速度常数和一级速度常数分别为k_o=6.31×10⁵L·mol^-1·s^-1和k₁=6.31×10⁵/[E_o]s^-1.该反应服从Ogura机理,其酶-底物三元复合物的分解速度常数为6.00×10³s^-1.