异菸肼在吸附型过渡金属酞菁配合物化学修饰电极上的电催化氧化

合成了一系列过渡金属的3,3,′3,″3(?)-四硝基酞菁配合物,用不可逆吸附法制备了它们的以玻碳为基体的化学修饰电极(简记为ML CME,M为金属离子,L为酞菁配体).用CV等方法系统地研究了它们的电化学性质特别是电催化性能,本文报道ML CME(M为Fe~(Ⅱ)、Co~(Ⅱ)、Ni~(Ⅱ)和Cu~(Ⅱ))对异菸肼氧化的电催化作用.     

过渡金属酞菁配合物化学修饰电极的研究：Ⅳ对抗坏血酸的电催化氧化

用化学吸附法首次制备了FE(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的3,3′,3′′,3′′′-四硝基酞菁配合物化学修饰电极(ML CME),用循环伏安法(CV)研究了它们对抗坏血酸(AH_2)的电催化氧化.与未修饰玻碳电极(GC)相比,AH_2在ML CME(GC基体)上的氧化峰电位(Epa)负移150mV左右,氧比峰电流(Ipa)明显增大.各ML CME对AH_2的电催化氧化活性均有很高的稳定性.AH_2在ML CME上的氧化峰电流和AH_2的浓度之间有着良好的线性关系.     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂的新体系: 纳米TiO2-CNT-PtNi复合纳米催化剂

采用电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和电化学扫描电沉积法制备纳米TiO2-CNT-PtNi复合纳米催化剂.透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试结果表明,纳米PtNi合金粒子(平均粒径8 nm)均匀地分散在纳米TiO2-CNT复合膜的三维网络结构中.通过暂态电化学方法研究表明,复合纳米催化剂的电化学活性比表面积为90 m2/g,对甲醇氧化具有很高的电催化活性和稳定性,常温常压下甲醇氧化峰电位为0.67和0.44 V,当温度为60℃时,氧化峰电位负移至0.64和0.30V,氧化峰电流密度高达1.38Mcm2.复合纳米催化剂对甲醇电氧化的高催化活性和稳定性可归因于多元复合纳米组分的协同催化作用,这种作用导致CO在复合纳米催化剂上的弱吸附,从而避免了催化剂的中毒.     

Keggin型钴取代杂多阴离子PW11O39Co（Ⅱ）（H2O）5-的电催化性能

本文用循环伏安、交流阻抗等电化学方法研究了Keggin型钴取代杂多阴离子PW11O39Co(Ⅱ)(H2O)5-(PW11Co)的电化学性质及其对H2O2和甲醇阳极氧化的电催化作用,提出了PW11Co作为阳极媒质可能的电催化机理.结果表明,PW11Co除了2对可逆的W—O骨架峰之外,在1.367 V/1.266 V处还有1对准可逆的Co峰,对应于Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)电对的氧化还原响应.该电极过程有质子参与,其交换电流密度i0为5.7×10-6A·cm-2.在酸性条件下(pH 2.5),PW11Co对H2O2的阳极氧化具有明显的电催化活性,耦合甲醇的氧化可使甲醇的氧化速率显著提高.     

二氢辅酶的电催化氧化——Ⅰ.α-萘甲酰尼罗蓝修饰电极性能研究

新的电子传递中间体α-萘甲酰尼罗蓝(NNB)能强烈吸附在石墨上以构成修饰电极,在-0.5V至+0.6V(vs.SCE)电位区内,固定化的NNB表现出相当可逆的氧化还原行为,总反应中有2个电子和2个质子参加,在pH7.0缓冲溶液中其表面标准电位E°′为—170mV,表观电子传递常数K_s为3s~(-1),NNB对还原辅酶NADH的电化学氧化有明显催化作用,可使氧化过电位降低550mV.NADH的电催化氧化遵循EC机理,催化反应步骤为速度决定步骤,其速度常数为3×10~3dm~3·mol~(-1)·S~(-1)。NNB在中性和弱碱性介质中的稳定性优于其它电子传递中间体,是有前途的电催化剂。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂的新体系: 纳米TiO2-CNT-PtNi复合纳米催化剂

采用电合成前驱体Ti(OEt)₄直接水解法和电化学扫描电沉积法制备纳米TiO₂-CNT-PtNi复合纳米催化剂. 透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试结果表明, 纳米PtNi合金粒子(平均粒径8 nm)均匀地分散在纳米TiO₂-CNT复合膜的三维网络结构中. 通过暂态电化学方法研究表明, 复合纳米催化剂的电化学活性比表面积为90 m²/g, 对甲醇氧化具有很高的电催化活性和稳定性, 常温常压下甲醇氧化峰电位为0.67和0.44 V, 当温度为60 ℃时, 氧化峰电位负移至0.64和0.30 V, 氧化峰电流密度高达1.38 A/cm². 复合纳米催化剂对甲醇电氧化的高催化活性和稳定性可归因于多元复合纳米组分的协同催化作用, 这种作用导致CO在复合纳米催化剂上的弱吸附, 从而避免了催化剂的中毒.     

一种新型双核Cu配合物的电化学性质及其应用研究

本文研究了一种新型平面双核Cu配合物 (deCu)的电化学性质及其修饰电极在水溶液中对半胱氨酸和L_色氨酸的电催化作用 .悬汞电极循环伏安曲线示出 ,在 - 0 .5V和 - 0 .2 5V处显示的还原峰分别对应于配体和配合物中心金属离子的还原反应 .光谱电化学实验进一步表明 :电位价跃至 - 0 .75V时 ,在 4 40nm处出现Cu(Ⅱ )向低价铜的电子跃迁吸收峰 ,而紫外光谱在 2 70和 2 80nm两处出现的吸收峰红移 ,这可能是因为配合物分子氧桥联发生配位形成大偶合体系所致 .利用循环伏安法制备deCu/GC和deCu/石墨碳修饰电极 ,实验表明 ,该修饰电极修饰膜的氧 /还反应为 2电子 2质子过程 ,并对半胱氨酸和L_色氨酸等具有较好的电催化氧化效果     

二氢辅酶的电催化氧化: I: α-萘甲酰尼罗蓝修饰电极性能研究

新的电子传递中间体α-萘甲酰尼罗蓝(NNB)能强烈吸附在石墨上以构成修饰电极。在-0.5V至+0.6V(vs. SCE)电位区内, 固定化的NNB表观出相当可逆的氧化还原行为, 总反应中有2个电子和2个质子参加。在pH7.0缓冲溶液中其表面标准电位E°'为-170mV, 表观电子传递常数kg为3s^-^1。NNB对还原辅酶NADH的电化学氧化有明显催化作用, 可使氧化过电位降低550mV。NADH的电催化遵循EC机理, 催化反应步骤为速度决定步骤, 其速度常数为3×10^3dm^3.mol^-^1.s^-^1。NNB在中性和弱碱性介质中的稳定性优于其它电子传递中间体, 是有前途的电催化剂。     

聚四氨基钴酞菁膜修饰电极对甲巯咪唑的电催化氧化

用循环伏安法(CV)研究了聚四氨基钴酞菁(CoTAPc)膜修饰电极(p-CoTAPc CME)对甲巯咪唑的电催化氧化行为.在pH=2的缓冲溶液中,与未修饰玻碳电极(GC)相比,甲巯咪唑在p-CoTAPc CME(GC基体)上的氧化峰电位(Vpa)负移220 mV左右,峰电流(Ipa)变为原来的3倍多;还原峰电位(Vpc)正移大约223 mV,峰电流(Ipc)几乎变为裸电极时的6倍.同时,p-CoTAPc CME对甲巯咪唑的电催化氧化活性有很高的稳定性.     

苯胺在邻-氨基苯磺酸功能化的玻碳电极上聚合及其对抗坏血酸的电催化氧化

通过电氧化法将ABS分子以CN键共价键合在玻碳电极(GCE)表面,形成ABS分子单层膜修饰的GCE(ABS/GCE),在此电极上对AN进行电聚合,从而制备了聚苯胺/邻氨基苯磺酸复合膜修饰电极(PAN-ABS/GCE/CME).由于ABS中磺酸基功能团对PAN的掺杂作用使PAN在中性或碱性介质中都能呈现出较好的电化学活性.研究表明,PAN-ABS/GCE/CME在PBS(pH 6.8)中对AA的电氧化具有催化作用,其氧化峰电位为0.17 V,比在裸GCE上(0.39 V)负移了0.22 V,峰电流明显升高.AA在修饰电极上的氧化峰电流与其浓度在0.5～16.5 mmol/L范围内呈良好的线性关系,其线性回归方程为ipa(μA)=20.2+6.20CAA,r=0.9973; 检出限(3δ)为7.2 μmol/L,电极具有较好的稳定性和重现性.并采用计时电流法对AA催化氧化的扩散系数和催化速率常数进行了研究.     

二氢辅酶的电催化氧化: I: α-萘甲酰尼罗蓝修饰电极性能研究

新的电子传递中间体α-萘甲酰尼罗蓝(NNB)能强烈吸附在石墨上以构成修饰电极。在-0.5V至+0.6V(vs. SCE)电位区内, 固定化的NNB表观出相当可逆的氧化还原行为, 总反应中有2个电子和2个质子参加。在pH7.0缓冲溶液中其表面标准电位E°'为-170mV, 表观电子传递常数kg为3s^-^1。NNB对还原辅酶NADH的电化学氧化有明显催化作用, 可使氧化过电位降低550mV。NADH的电催化遵循EC机理, 催化反应步骤为速度决定步骤, 其速度常数为3×10^3dm^3.mol^-^1.s^-^1。NNB在中性和弱碱性介质中的稳定性优于其它电子传递中间体, 是有前途的电催化剂。     

FeCl_2-K_2MoS_4体系电催化还原乙炔为乙烯

采用控电位电解、循环伏安法和交流阻抗法研究了FeCl_2-K_2MoS_4体系对乙炔在石墨电极上还原为乙烯的电催化活性及反应机理。实验结果表明,当石墨阴极的电位控制在-1.50V(vs.SCE)时,FeCl_2+K_2MoS_4的DMF溶液对C_2H_2还原为C_2H_4表现出明显的电催化活性和高的选择性。在-0.5～-1.0V时Mo(Ⅵ)还原为Mo(Ⅴ);在按连串的电子传递机理进行的Mo(Ⅴ)→Mo(Ⅲ)反应的电位区间(-1.0～-1.50V)溶液中所形成的络合品种传递电子的能力更强。Mo(Ⅲ)可能是络合物的电活性成分。     

树枝状纳米银颗粒的制备与电活性

在Ag(NH3)2+溶液中,在钛基体上电沉积出树枝状纳米银颗粒,研究了沉积电位对树枝状纳米银颗粒形成的影响,探讨了这种树枝状纳米银颗粒形成的机理,并研究了这种钛基树枝状纳米银电极(Ag/Ti)在碱性溶液中对甲醛氧化的电催化活性。结果表明,在30 mmol/LAg(NH3)2+以及沉积电位在-1.8～-1.2 V(vsAg)时,形成了形态为树枝状的纳米银颗粒。在沉积电位为-1.6 V(vs Ag),Ag(NH3)2+浓度为30 mmol/L的溶液中,电沉积制备的这种树枝状纳米银电极(Ag/Ti)对甲醛氧化具有强的电催化活性。循环伏安曲线表明,在0.1 mol/LNaOH溶液中以及甲醛的浓度范围在0～40 mmol/L,甲醛浓度和它的氧化峰电流密度呈现良好的线性关系,检测下限达到0.662 mmol/L,这种新型的树枝状纳米银电极有望作为甲醛检测的传感器。     

聚对苯二酚修饰玻碳电极的制备及其对抗坏血酸的催化氧化作用

采用循环伏安(CV)法制备了聚对苯二酚薄膜修饰玻碳电极,利用其电催化氧化作用建立了抗坏血酸的定量分析方法,探讨了其催化氧化机理。研究发现:在0.2 mol/L Na2HPO4-NaH2PO4(PBS,pH 7.0)缓冲溶液中,以0.1 mol/L KC l作支持电解质,聚对苯二酚修饰电极(PHQ/CME)对抗坏血酸(AA)存在灵敏的催化氧化作用,氧化峰电位负移177 mV。应用微分脉冲伏安法(DPV)对AA进行定量分析,其氧化峰电流与AA浓度在3.3×10-5~1.7×10-2mol/L和1.7×10-2~1.2×10-1mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.3×10-6mol/L。机理研究结果表明:PHQ/CME上带有的酚羟基与脱氢抗坏血酸自由基之间形成的氢键是电催化氧化的主要原因。     

磷钼酸修饰的铂电极对二甲醚氧化的电催化作用

利用循环伏安扫描法制备了磷钼酸(H3PMo12O40)修饰的铂电极.在制备修饰电极时,随着扫描次数的增加,磷钼酸的氧化还原峰电流增大,但最终获得稳定的重现性好的磷钼酸修饰的铂电极.通过循环伏安法研究了该修饰电极对二甲醚氧化的电催化反应.结果表明,与未修饰的铂电极相比,磷钼酸修饰的铂电极电催化氧化二甲醚的起始氧化电位负移50 mV,氧化峰电位负移35 mV,氧化峰电流密度提高了1.86倍,这表明修饰电极的电催化活性有了很大的提高.同时,电位负扫时,二甲醚在425 mV(vsSCE)处出现氧化峰,表明二甲醚在修饰电极上的电氧化机理可能发生了改变.实验还发现,制备修饰电极时,降低扫速会提高还原物质杂多蓝的吸附量,但过多的修饰物质会降低铂的活性位数目,反而降低了对二甲醚氧化的电催化作用.     

氮氧自由基电催化氧化盐酸伪麻黄碱的电化学行为及其电化学动力学性质

运用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)在玻碳电极(GCE)上研究了以氮氧自由基(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-哌啶-1-氧自由基,TEMPOL)为均相电子转移媒体电催化氧化盐酸伪麻黄碱(PEH)的电化学行为及其电化学动力学性质.研究结果表明,PEH在GCE上的电化学氧化过程十分迟缓,不易直接发生电化学氧化反应.而在TEMPOL存在时PEH在0.641 V处出现了一个不可逆的氧化峰,且峰电流大幅度增加,表明TEMPOL对PEH的电化学氧化具有良好的电催化作用.在5～1 000 mV/s扫描速度范围内,氧化峰电流(Ipa)与扫描速率平方根(v1/2)呈线性关系,此催化氧化反应是一受扩散控制的电极过程.测定了电催化氧化反应动力学参数:电子转移系数α为0.72,催化反应速率常数k为(2.26±0.05)×103(mol/L)/s.催化体系氧化峰电流与PEH浓度在2.0×10-5～2.0×10-3mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.0×10-5mol/L.     

二甲醚在Pt电极上吸附和氧化的循环伏安和原位FTIR光谱研究

运用电化学循环伏安法(CV)和原位傅立叶变换红外(FTIR)反射光谱, 研究了不同pH值溶液中二甲醚(DME)在Pt电极上的解离吸附和氧化过程. 稳态CV结果给出, 在0.1 mol·L-1 H2SO4溶液中, 当电位处于0.05-0.35 V (vs RHE)区间, 约70%的Pt表面位被DME的解离吸附产物占据. DME电氧化反应的活性随pH值增加而下降, 在0.1 mol·L-1 NaOH溶液中, 氢的吸脱附几乎不受抑制且观察不到明显的氧化电流, 表明DME醚键上氧原子的质子化是其发生解离吸附和氧化的必要条件. 原位FTIR光谱研究给出DME解离吸附和氧化过程的分子水平信息, 指出DME在低电位区间解离生成线型吸附态CO(COL)毒性中间体. 当电位高于0.55 V(vs RHE)时, COL开始氧化为CO2; 在0.75-1.00 V(vs RHE)的电位区间则可同时发生经活性中间体(HCOOH)的氧化过程.     

盐酸吡哆辛在聚溴甲酚绿修饰电极的电化学特性

应用循环伏安法、线性电位扫描法研究盐酸吡哆辛(VB6)在聚溴甲酚绿修饰电极上的电化学特性.在pH=4 HAc-NaAc缓冲溶液,0.7~1.2 V电位区间,盐酸吡哆辛在聚溴甲酚绿电极有一不可逆氧化峰(0.978 V),转移电子数n为1,质子数m为1,传递系数α为0.37.VB6氧化峰电流与其浓度1×10-3~2×10-5mol/L范围内呈线性关系,相关系数0.9967,样品加标平均回收率为100.06%,检出下限为2×10-6mol/L.     

镍(Ⅱ)-玫瑰红酸钠修饰碳糊电极对丹宁酸的电催化氧化及应用

通过电化学方法使玫瑰红酸(Rh)与镍(Ⅱ)[Ni(Ⅱ)]生成Ni(Ⅱ)-Rh配合物,并聚合、沉积于碳糊电极(CPE)表面,制成Ni(Ⅱ)-Rh修饰的CPE电极[记为Ni(Ⅱ)-Rh-CPE]。试验表明:丹宁酸在此修饰电极上产生电催化氧化反应,在0.1mol·L~(-1)氢氧化钠溶液中,在电位0.2~0.6V范围内,扫描速率为0.1V·s-1的条件下进行伏安测定,丹宁酸的浓度在0.2~1.0μmol·L~(-1)和1.0~50.0μmol·L~(-1)两个区间与其阳极峰电流间呈线性关系,检出限(3S/N)为0.14μmol·L~(-1)。以自来水和河水作基体,用标准加入法对方法的回收率进行试验,测得回收率在95.2%~104%之间。     

铜(Ⅱ)诱导双氢青蒿素过氧键断裂的电催化作用

双氢青蒿素(DHA)的过氧键是抗疟抗肿瘤作用的关键部位,过氧键的催化断裂将影响其药物活性.采用电化学方法研究了EDTA-Cu(Ⅱ)催化DHA过氧键的断裂,考察了酸度和扫描速率对体系的影响,并探讨了其催化作用的电极反应机理.结果表明,在含20%乙醇的B-R缓冲溶液(pH=7.2)中,一定浓度的EDTA-Cu(Ⅱ)使DHA于-0.681 V(vs SCE)处的还原峰峰电流上升,峰电位正移,表现出明显的电催化还原特征.当EDTA-Cu(Ⅱ)浓度为5.0×10-6mol/L,DHA浓度为5.0×10-4mol/L时,DHA的还原过电位降低了94 mV.与相同浓度的EDTA-Fe(Ⅲ)和血红素相比,EDTA-Cu(Ⅱ)具有更明显的催化效果,能催化DHA过氧键断键,从而影响DHA的药理活性.