三维立体结构微纳电极研究

基于体硅加工工艺和纳米材料技术,研制微电机系统(MEMS)尺度敏感微结构与纳米铂颗粒的复合结构,提高微电极电化学性能,制备具有三维立体微结构的安培型微电极传感器.利用硅的各向异性湿法腐蚀技术在毫米级的工作电极表面实现微米级的锥体形微池阵列,以H2O2为检测对象考察立体电极结构对传感器性能的改进效果,实验证明,立体结构的设计使传感器具有更低的检出限(8 μmol/L)及更高的灵敏度(在 0～200 μmol/L浓度范围内检测灵敏度提高约85%),且具有较好的线性和重复性.利用电化学方法在电极表面沉积铂黑,通过微观形貌分析和电化学特性考察,比较了在平面微电极和立体微电极上修饰纳米材料的效果.立体结构为电沉积铂纳米颗粒提供了更为理想的微环境,改善了纳米材料修饰的效果;立体结构微电极与纳米颗粒的尺寸效应相结合,进一步提高了电极的催化效率和电化学特性.     

硝基甲烷在离子液体BMImBF4中的电还原特性

采用循环伏安等测试方法, 以铂微盘电极为工作电极, 研究了硝基甲烷在离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMImBF4)中的电化学行为, 并探讨了温度和扫描速率等因素对硝基甲烷电化学特性的影响. 实验结果表明, 硝基甲烷在离子液体BMImBF4中的还原反应是受扩散控制的不可逆过程. 估算了不同温度下硝基甲烷在离子液体BMImBF4中的扩散系数D, 进而求得它的扩散活化能Ea约为39.5 kJ·mol-1.     

硝基苯衍生物一锅法合成N-单烷基苯胺化合物

N-单烷基苯胺化合物是染料、医药的重要中间体.以取代硝基苯和醛为原料,钯碳为催化剂,甲酸铵为氢供体,经硝基还原、醛胺缩合、碳氮双键还原反应,在室温下一锅法合成N-单烷基化苯胺化合物,收率和转化率均超过80%.重点对反应配比、甲酸铵用量等工艺参数进行了考察,最佳反应参数为:n(硝基化合物)︰n(甲酸铵)=1︰4;w(硝基化合物)︰w(钯碳)=1︰0.10.并对苯环上取代基对反应的影响进行了探讨,结果显示,由于苯环上供电子基团有利于醛胺缩合物中间体的形成,故反应活性较高.该工艺具有反应温和、安全、操作简单等优点.     

纳米晶碳化钨薄膜对硝基甲烷还原的电催化性能

采用磁控溅射物理气相沉积技术在金属镍基体上制备碳化钨纳米晶薄膜. 薄膜具有纳米晶结构, 由粒径为20~35 nm的晶粒构成, 晶粒分布均匀, 晶相结构为非化学计量比的碳化钨(WC1-x). 采用电化学方法研究硝基甲烷在纳米晶碳化钨薄膜电极上的电化学还原性能和反应机理. 实验结果表明, 碳化钨薄膜电极对硝基甲烷电化学还原反应具有较好的催化性能, 当电极电位为-0.89 V(vs.SCE)时, 硝基甲烷还原为甲基羟胺的电流达14.9 mA/cm2, 其反应表观活化能为12.3 kJ/mol. 硝基甲烷在碳化钨薄膜电极上经过一步不可逆的电化学反应还原成甲基羟胺, 其控制步骤是电极反应的电荷传递过程.      

暂态电化学表面增强拉曼光谱研究对硝基苯硫酚分子的电化学还原过程

对硝基苯硫酚是表面增强拉曼光谱研究中最常用的探针分子之一,对硝基苯硫酚在电极表面电化学还原反应的研究有助于对芳香族硝基化合物还原机理的认识. 本文应用暂态电化学-表面增强拉曼光谱技术,研究了对硝基苯硫酚在循环伏安和计时电流法过程中的表面增强拉曼光谱. 结果表明,实验实现了完全与电化学检测时间分辨率同步的表面增强拉曼光谱检测,以最快5毫秒的时间分辨率研究了对硝基苯硫酚分子在金电极表面的还原过程. 结果分析推测其此反应过程极快,在5毫秒的时间分辨率下仍难以捕获其中间物种. 本研究为人们更深层次研究和认识硝基苯类化合物电化学还原过程提供了参考和方向.     

铂和铜电极上4-硝基吡啶-1-氧化物还原过程研究

4-氨基吡啶是一种重要的精细化工产品, 为探讨其电化学合成过程的反应机理, 采用循环伏安法、库仑电解等方法对强酸性条件下4-硝基吡啶-1-氧化物的电化学行为进行了研究. 结果表明: 4-硝基吡啶-1-氧化物在铂电极上主要经历电化学-化学-电化学(ECE)还原历程, 并生成4-羟胺吡啶-1-氧化物; 对铜电极而言, 当电位高于－0.65 V时主要经历ECE还原历程, 并生成4-羟胺吡啶-1-氧化物; 当电位低于－0.85 V时经历ECE还原历程生成的4-羟胺吡啶-1-氧化物, 可发生进一步4e^－还原, 并生成4-氨基吡啶.     

5-硝基-1,4-萘醌在玻碳电极上的电化学行为研究

采用循环伏安法和线性扫描伏安法,研究了5-硝基-1,4-萘醌在玻碳电极上的电化学行为.结果表明,在丙酮的稀硫酸溶液中,5-硝基-1,4-萘醌在0.0V、-0.8V(vs.SCE)处各有一个还原峰,分别为硝基、醌的不可逆电极反应;5-硝基-1,4-萘醌在电极表面的传质为线性扩散,电还原过程由扩散控制,并求得传递系数分别为...     

四硝基酞菁锌配合物的光谱电化学性质

带有各种取代基的酞菁配合物虽已有研究,但有关硝基酞菁锌配合物在溶液中的氧化还原产物研究尚未见报道.本文用薄层光谱电化学技术对该配合物的电解产物进行了研究. 1 实验部分 HDP-1型恒电位仪;F-78型脉冲极谱仪;UV-240型紫外可见分光光度计.四硝基酞菁锌(ZnTNPc)按文献合成和提纯.电化学实验在氮气中于三电极电解池中进行,工作电极(0.001cm~2)、辅助电极均为铂丝,银丝为参比电极,二茂铁作内参比物.支持电解质为0.1mol/L TBAP,ZnTNPc浓度为1.0×10~(-5)mol/L.光谱电化学实验方法见文献,电解液为0.3mol/L TBAP和1.0×10~(-4)mol/L ZnTNPc.     

扫描电化学显微镜沉积六氰合铁酸盐微阵及其催化活性成像

采用扫描电化学显微技术在玻碳电极表面沉积出K₂Cu[Fe(CN)₆]和K₂Fe[Fe(CN)₆]微阵, 并对所得的微阵结构进行了可视化表征. 铜微电极和镀铁铂微电极阳极化产生金属离子, 然后与玻碳电极(基底电极)上还原产生的[Fe(CN)₆]^4－在微区生成六氰合铁酸盐沉淀, 操纵探针以跳跃沉积方式可以得到沉淀的点阵结构. 通过改变K₃[Fe(CN)₆]的浓度和沉积时间可以调整沉淀斑的直径和厚度. 扫描电化学显微镜成像表明微阵结构对多巴胺的氧化和过氧化氢的还原有明显的电催化作用.     

bio(oh)-nabh4还原法制备氧化偶氮苯类化合物

以NaOH溶液快速沉淀BiCI3溶液制备了BiO(OH),研究了BiO(OH)对NaBH4还原芳香族硝基化合物的催化性能,考察了NaBH4用量对反应的影响.结果表明,在温和条件下BiO(OH)具有很高的催化活性和选择性.NaBH4和芳香族硝基化合物的摩尔比为1.04:1,在甲醇中室温反应2 h,芳香族硝基化合物主要被还原为氧化偶氮苯类化合物,收率80.4%～96.9%.该催化剂重复使用5次后活性没有明显下降.于120℃再生后,其活性与新制备催化剂相当.     

球型Pt微粒电极的构建及其对甲醇电氧化的研究

以镍铬合金为基体,在其表面电化学沉积制备了Pt微粒电极,用扫描电子显微镜（SEM）对电极的表面形貌进行了表征,电化学方法考察了电极的电化学性能和甲醇在该电极上的电催化行为．结果表明镍铬合金表面沉积的球型Pt微粒电极对甲醇的电氧化具有良好的催化活性,相同实验条件下,该电极的催化活性比纯Pt电极高30倍．该电极对甲醇的电氧化显示出较高的催化性能．     

扫描电化学显微镜直接电沉积法构建葡萄糖氧化酶微米点

利用自制的凹形电极在铂基底电极上直接构建了葡萄糖氧化酶微米点. 首先, 将电聚合和电化学刻蚀法相结合制备了凹形铂微米电极. 然后将此种电极作为参比及辅助电极, 基底铂电极作为工作电极, 利用葡萄糖氧化酶在合适的条件下(浓度、一定量Triton X-100存在、电极电位等)由于电极表面pH的降低可以在铂电极上电沉积这一特性, 将酶固定在铂基底电极上, 微修饰得到了具有活性的葡萄糖氧化酶微米点. 最终用扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对所得微米点进行了表征. 所得微米点直径约20 μm, 且具有催化活性. 该方法简便, 干扰因素较少.     

杂多酸修饰的电极对于甲醇电氧化的促进作用

采用杂多酸修饰光滑铂电极,研究其对甲醇电催化氧化的作用,发现与未修饰光滑铂电极相比,分别经磷钨酸和硅钨酸修饰的电极上甲醇电催化氧化速率明显增加.     

Enhancement of response by incorporation of platinum microparticles into a polypyrrole-glucose oxidase electrode

Platinum was incorporated into a polypyrrole/glucose oxidase electrode by immersion in a hexachloroplatinate(IV) solution after electrochemical oxidation of the polypyrrole film; dispersed platinum was then formed by electrochemical reduction. The platinized electrode reproducibly yielded a response to glucose (20 mM) which was typically about 40% higher than that obtained in the absence of platinum microparticles in the polypyrrole/glucose oxidase film.     

铂微粒弥散的聚2，5－二甲氧基苯胺膜电极在甲醇电氧化中的催化行为

研究了电化学方法制备的铂微粒弥散的聚２，５－二甲氧基苯胺膜电极对甲醇电氧化的催化行为以及影响催化活性的主要因素。以ＸＰＳ、ＳＥＭ表征了这种电极材料的表面结构，结果表明，在酸性介质中，该膜电极对甲醇电氧化有高的催化活性和稳定性。     

Electrochemical investigations of cationictrans-haloarylisocyanidebis(tertiaryphosphino)platinum (II) complexes

Summary The electrochemical behaviour of a series of cationic platinum(II) isocyanide complexes has been studied in acetonitrile. All the tested compounds are oxidized at a platinum electrode via a two-electron process and reduced at a platinum or mercury electrode via two successive one-electron steps. The anodic step involves the formation of platinum(IV) complexes. The main reduction product formed in correspondence to the first cathodic process is a stable dimer platinum(I) containing bridging isocyanide ligands. Platinum(0) species are formed in the subsequent reduction step.     

铂微粒修饰聚2，5－二甲氧基苯胺电极对甲醇的电催化作用

将以铂微粒修饰玻碳电极（ＧＣ）为基体的聚２，５－二甲氧基苯胺膜（ＰＤＭＡ）形成修饰电极（Ｐｔ／ＰＤＭＡ／ＧＣ）．循环伏安实验表明，Ｐｔ／ＰＤＭＡ／ＧＣ电极对甲醇氧化比分散于玻碳电极上的铂催化活性更大。讨论了ＰＤＭＡ膜厚度、铂微粒含量及甲醇浓度对催化活性的影响。这种电极在酸性甲醇溶液中具有良好的稳定性。     

Electrochemical synthesis of self-doped polyaniline and its use to the electrooxidation of ascorbic acid

Self-doped polyaniline (PAN) film on platinum electrode surface has been synthesized via electrochemical copolymerization of aniline with orthanilic acid (OAA). Fourier transform infrared, UV–Vis, and elemental analysis indicate the formation of the copolymer and that the copolymer has the structure of a head-to-tail coupling of aniline and OAA units. It was found that the internal doping of PAN with OAA can extend the electroactivity of PAN in neutral and even in alkaline media. The obtained self-doped PAN (PAN-OAA)-coated platinum electrode is shown to be a good surface for the electrooxidation of ascorbic acid (AA) in phosphate buffer solution of pH 7. The anode peak potential of AA shifts from 0.63 V at bare platinum electrode to 0.34 V at the PAN-OAA-modified platinum electrode with greatly enhanced current response. A linear calibration graph is obtained over the AA concentration range of 5–60 mM using cyclic voltammetry. Rotating disk electrode voltammetry and chronoamperometry have been employed to investigate the electrooxidation of AA. The PAN-OAA-modified platinum electrode shows good stability and reproducibility.     

Additional Studies on the Electrochemical Behaviour of Three Macrolides on Pt and Carbon Based Electrodes

The voltammetric behaviour of the macrolide based antibiotic: Erythromycin (ERT), Clarithromycin (CLA) and Azithromycin (AZT) was presented in this work. Carbon electrodes and platinum (Pt) electrode were applied as working electrodes. Cyclic voltamograms of each molecule in each electrode were recorded and similar electrochemical behaviour of macrolides was observed for all carbon based electrodes, which gave more defined current intensity peaks than platinum. Other organic compounds were tested trying to clarify electro-active groups of macrolides. Experiments on mechanism of electrochemical reaction were performed, and studies on the influence of pH on peak current and peak potential were also carried out.     

乙醇在不同介质中电氧化的原位表面增强拉曼光谱研究

采用常规电化学伏安技术和电化学原位表面增强拉曼光谱(in-situ SERS)技术研究了不同介质中乙醇在粗糙铂电极上的电催化氧化行为. 发现不论在酸性、中性还是碱性介质中, 乙醇均能在粗糙铂电极上自发氧化解离生成强吸附中间体CO; 碱性介质中, CO在粗糙铂电极上基本氧化完全的电位(0.20 V)比中性和酸性介质中(0.50 V)负移了约0.30 V. 而乙醇在粗糙铂电极上CV正向扫描的氧化峰电位(-0.20 V)比酸性介质中(0.65 V)负移了约0.85 V. 比较不同介质中乙醇和CO在粗糙铂电极上的氧化峰电流和峰电位可以发现, 粗糙铂电极在碱性介质中对乙醇和CO的电催化氧化活性比中性和酸性介质中更强; 可以推测, 不论在酸性、中性还是碱性介质中, 乙醇在粗糙铂电极上的氧化过程均按双途径机理进行.