基于超微电极的原位电化学拉曼光谱

原位电化学拉曼光谱是一种重要的光谱电化学技术.基于超微电极的原位电化学拉曼光谱将拉曼光谱反映的结构信息与电极表面的电化学过程从实验上严格对应和关联,为深刻理解电化学反应机理提供依据.本文综述了采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱的研究方法和应用进展,总结了应用超微电极作为工作电极开展电化学拉曼光谱实验的方法和具有表面增强拉曼活性的超微电极制备方法,展示了如何利用在超微电极表面获得的拉曼光谱与界面电化学过程的严格关联研究单个锌颗粒电化学氧化过程、吡啶分子在Au电极表面的电化学吸附过程,以及如何利用该技术能以高的信噪比和灵敏度同时测量光电流与分子反应这一特性研究对巯基苯胺选择性光氧化反应.采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱技术极大拓展了拉曼光谱技术的研究范围,有望成为探索(光)电化学反应的有力工具.     

电化学原位拉曼光谱技术对金电极表面生物分子吸附行为研究

报道腺嘌呤在裸金电极及其修饰的金电极上的电化学原位拉曼光谱图 ,着重分析了不同电位下腺嘌呤和超氧化物歧化酶在金电极上的吸附及其相互作用 ,初步讨论了腺嘌呤对促进超氧化物歧化酶电子传递过程的作用机制 .     

单晶电极界面反应过程的电化学原位拉曼光谱研究

自20世纪70年代起,人们利用原位光谱技术（拉曼、红外等）对电化学界面进行了系统的研究,进而发展出原位谱学电化学的研究方向,由于其具有良好的表面灵敏度和能量分辨率,可以提供更多的表面反应信息,进而从微观上揭示反应机理. 伴随着纳米技术的兴起,表面增强拉曼光谱技术取得了快速的发展. 近来,壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱（shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy,SHINERS）技术更是得到人们的广泛关注. SHINERS的出现为研究单晶模型电极上的催化反应提供了一种非常好的原位光谱技术. 本文主要对原位电化学SHINERS技术在单晶电极界面研究的具体应用及其发展前景进行相关论述.     

Li／SOCl2电池的拉曼光谱电化学研究

Li/SOCl_2电池体系具有比能量高、放电平稳、贮存寿命长和工作温度范围宽等优点,在航空、军工等领域有广阔的应用前景。国内外对该体系的电化学性质和工艺技术做过大量研究,但对其反应机理尚不清楚,对电池反应式也缺乏一致的观点。采用常规的电化学方法很难确切判断反应复杂的中间产物及其性质。各种波谱学方法虽曾被用于研究Li/SOCl_2体系     

拉曼光谱在催化研究中应用的进展

催化科学与技术的发展与催化研究方法的发展是密不可分的。特别是在催化新材料和新反应的不断探索过程中 ,催化新表征技术起着很重要的作用。在过去的几十年中 ,特别是自 6 0年代以来 ,催化研究领域发展了一系列催化研究的新方法 ,几乎利用了现代科学发展所派生出来的所有新技术 ,包括基于光 ,声、电、磁 ,电子、原子、离子和热的原理所研制出的现代物理技术。拉曼光谱是一项重要的现代分子光谱技术 ,被广泛应用于化学、物理和生物科学等诸多学科领域 ,是研究物质分子结构的有力工具。 70年代起拉曼光谱被应用于催化领域的研究 ,在担载型金…     

电解银表面氧物种转化的原位拉曼光谱表征

 首次采用原位共焦显微激光拉曼光谱研究了经纯氧预处理后电解银表面吸附的不同氧物种在升温过程中相互转化的情况. 结果发现,当温度低于423 K时, Ag-O2物种缓慢转化为超氧物种 Ag［O-O］-; 温度升高至423 K时, Ag［O-O］-物种将随着时间的延长转化为 Ag-O(α) 物种; 继续升高温度, Ag-O(α) 物种首先转化为 Ag-O-O-Ag 物种,再进一步转化为电解银表面最稳定的 Ag-O(γ) 次表层氧物种并保持至973 K以上. 结合实际反应体系,低温下电解银表面吸附的氧物种主要是分子氧,在类似乙烯环氧化反应的条件下这些分子氧将转化成 Ag-O(α) 物种,而在类似甲醇选择氧化制甲醛的反应条件下又转化为在高温下较稳定的 Ag-O(γ) 物种,根据具体的转化细节推测了可能的机理.     

银电极上4-氨基安替比林原位表面增强拉曼光谱电化学

在银电极表面4-氨基安替比林(4-AAP)分子自组装,形成单分子膜层.应用表面增强拉曼散射(SERS)光谱原位考察不同电位下4-AAP在电极表面的吸附机理及其组装液pH值对组装分子与银作用方式的影响.依据密度泛函数(DFT)理论预测4-AAP分子振动模式及其SERS光谱归属.结果表明:在开路电位下,组装层中的4-AAP分子以N15和O3为位点,由苯环倾斜和比林环垂直的方式吸附在银表面;但随着外加电位负移,4-AAP分子的苯环趋于垂直吸附而比林环则逐渐以平行方式靠近银表面.在-0.8V电位下,4-AAP分子从银表面脱附.酸性溶液中组装,形成的4-AAP膜层以N15和O3为位点吸附于银表面,比林环倾斜而苯环直立;碱性条件下,分子的吸附位点不变,比林环呈平行取向,而苯环倾斜于银表面.     

高温高压水中干酪根热解的拉曼光谱原位研究

利用对顶砧压腔装置,以金刚石作为顶砧,通过观测和采用拉曼光谱对干酪根在高温高压水中热解的具体过程进行了原位研究.由于金刚石顶砧只在约1 332 cm-1波数出现一个很强很尖锐的峰,因此用于压 标的石英、介质水以及样品干酪根的拉曼峰都未受影响.测试了在450℃和850 MPa条件下干酪根变化的拉 曼峰.随着温度和压力的增加,干酪根在1 600 cm-1波数附近由于芳香环振动引起拉曼峰的最大峰位置 (vmax)和半高宽(FWHM)存在转折变化.在干酪根热解之前,其芳香环结构和无序结构之间的缺陷向有序化变化.而对于干酪根的热解过程,先是热解为液相碳氢化合物,随后进一步热解为更小分子的成分,如 CH4.干酪根的热解过程与压力密切相关,增加压力对热解存在抑制作用.     

锌电极上2-巯基吡啶自组装单层的原位表面增强拉曼光谱电化学观察

利用原位表面增强拉曼散射(SERS)技术, 观察了2-巯基吡啶在锌电极上单层吸附和脱附行为. SERS实验结果表明, 2-巯基吡啶分子主要通过巯基上的硫原子垂直吸附于锌表面. 原位SERS光谱电化学发现, 当外加电位达到－1.4 V vs. SCE时, 分子开始从表面脱附, 并伴随吸附构型变化, 在－1.6 V时发生完全脱附.     

金属铈表面氧化还原过程的原位拉曼光谱研究

采用显微拉曼光谱仪原位监测了金属铈表面的氧化和还原过程。2132和2239 cm-1处尖锐Ce3+电子散射峰的出现及462 cm-1处CeO2特征振动峰的消失表明,在高温、高真空条件下金属铈表层的CeO2已转变为Ce2O3。根据1503,1796和2113 cm-1处多个Ce3+电子散射峰及CeO2特征振动峰强度随时间的变化关系,可将金属Ce在空气中的氧化过程分为3个阶段,首先不同价态铈氧物层均快速增长,随后外层的CeO2陷入停顿,含Ce3+的铈氧物层继续增长,最后随着3603 cm-1处OH-的出现,CeO2再次快速增长。     

拉曼光谱在分析化学中的应用进展

评述了各种拉曼技术在分析化学方面的应用进展,涉及到的拉曼光谱技术有常规拉曼光谱、常规共振拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、表面增强共振拉曼光谱、傅里叶变换拉曼光谱、傅里叶变换表面增强拉曼光谱及其联用技术。共引用９１篇文献。     

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.     

电化学表面增强拉曼光谱—现状和展望

许多和能源、生命相关的过程都强烈依赖于电化学荷电界面的结构和性能.自从表面增强拉曼光谱效应发现后,就很快地被应用于电化学界面的原位研究,即从分子水平上深入表征各种表面(或界面)的结构和过程,如鉴别物种在表面的键合、构型和取向等.最近十年,纳米科技的飞速发展为SERS技术提供了丰富的基底以及检测和表征方法,从而推动了与纳米科学密切相关的电化学SERS领域令人瞩目的发展.本文系统介绍Au和Ag的SERS、过渡金属薄层SERS、纯过渡金属SERS、核壳结构SERS和已经可以应用于单晶表面研究的gap-modeSERS、TERS和SHINERS,其中穿插着介绍电化学SERS的历史发展、现状和存在的问题及其展望,为电化学SERS研究提供较为全面的详细的参考.     

电化学原位紫外可见反射光谱法

电化学原位（ｉｎ－ｓｉｔｕ）紫外可见反射光谱法是七十年代发展起来的一种光谱电化学方法。它对在分水平上电极界面结构和表面氧化，钝化，吸附，化学修饰等电化学过程具有独特的优越性。本文对电化学原位紫外可见反射光谱技术及其在电化学中的应用和发展趋势作了简要的叙述。     

拉曼光谱技术及其应用进展

拉曼光谱作为一种无损分析方法,可以快速、精准地得到包括固体、粉末、液体、气体、胶体等不同类型样品的化学结构、相和形态、结晶度以及分子间相互作用等相关信息,因此被广泛应用于诸多领域。本文介绍了拉曼光谱的基本工作原理;总结了近年来拉曼光谱在环境检测、材料、食品安全、医疗、刑侦司法、勘探、工业等领域的应用,以期为今后拉曼光谱检测领域更好地发展提供参考。     

用表面增强拉曼光谱研究BMAT对不锈钢的缓蚀机理

应用表面增强拉曼散射光谱（ＳＥＲＳ）技术，研究０．５％ＨＣｌ体系中缓蚀剂在１８－８不锈钢表面的吸附。谱图是在不锈钢表面电沉积不连续Ａｇ颗粒条件下测得的。缓蚀剂ＢＭＡＴ通过电极表面与缓蚀剂中的Ｎ原子，以及苯并咪唑环的共轭大π键形成化学吸附，ＢＭＡＴ斜卧于电极表面。其烯丙基起到空间的阻碍的作用。     

银电极在Na2SO4溶液中氧化还原过程的原位拉曼光谱研究

采用原位拉曼光谱结合循环伏安法研究银电极在０．１ｍｏｌ／Ｌ的Ｎａ２ＳＯ４溶液中不同电位下的氧化还原过程，在电位扫描过程中，实时记录的拉曼光谱表明，电极表面在０．２Ｖ开始生成吸附原子氧物种，当电位正于０．４Ｖ，部分吸附的原子氧扩散进入电极的亚表面区，而另一些则通过强的化学吸附与银表面成键；同时部分银氧化为＋１价，各谱带的产生和消失与氧化还原电流峰有很好的对应关系，表明电化学原位拉曼光谱能在分子水平上     

银表面罗丹明6G的电化学表面增强拉曼光谱研究

罗丹明6G（Rhodamine 6G,R6G）是单分子表面增强拉曼光谱（SM-SERS）研究中最常用的探针分子之一,对R6G分子在表面吸附行为的研究有助于了解R6G分子和表面的相互作用. 本文应用电化学和电化学表面增强拉曼光谱技术,研究不同电位下R6G的银电极表面的吸附行为. 结果表明,随着电位负移罗丹明6G在银表面上从垂直吸附转为倾斜吸附,该变化和碱性条件下吸附于金纳米粒子上R6G的吸附构象一致. 这说明,在部分单分子实验中所发现的R6G反常光谱其来源是单个R6G分子在表面吸附取向变化. 本研究对后续详细分析SM-SERS研究中单分子SERS谱峰变化的机制有一定的参考价值.     

表面增强拉曼光谱和红外光谱电化学实验

本文通过硫脲在银电极上吸附和正丙醇在铂电极上氧化的两个具体实例，简要介绍表面增强拉曼散射和红外反射光谱的教学实验内容。