聚邻苯二胺膜电极上氧还原为过氧化氢

聚邻苯二胺膜电极上氧还原为过氧化氢陆兆锷，锺天耕，张关永（华东理工大学化学系，上海２００２３７）参考了ＯｈｓａｋａＴ等￣［１－４］的工作，制成聚邻苯二胺（ＰＰＤ）膜覆盖的石墨电极。研究了电极在酸性溶液中对氧还原的电催化作用，氧还原为过氧化氢的电流效率...     

旋转环-盘电极研究MnO2还原机理

目前大多数人认为二氧化锰的阴极还原是按电子-质子机理进行的．但也有人认为氧化氢氧化锰（MnOOH）并不是电子-质子机理的初级产物，而初级产物是二价锰离子，MnOOH是Mn2＋与MnO2作用的结果．早在五十年代以Cahoon为代表的人们就提出这种观点[1]；后来由于Vosburgh[2][3]问和K     

氧在铁卟啉/聚吡咯膜修饰电极上的还原

用旋转环盘电极技术研究含中位四（ 对磺基苯基） 卟啉合铁（ＦｅＴＰＰＳ） 的聚吡咯膜覆盖的玻碳电极上的氧还原过程． 结果表明该修饰膜的存在降低了氧还原的过电位,还原产物中有Ｈ２Ｏ２ ,过程用异相氧化还原催化（ＥＣ） 机理解释． 与金或铂比较,碳是较好的电极基体材料,适合于产生破坏水中有机物所需的过氧化物． 在酸性介质中氧在该膜修饰电极上的还原速度比在中性介质中大,由ＫｏｕｔｅｃｋｙＬｅｖｉｃｈ 关系式求出修饰膜中催化剂和分子氧反应的表观速度常数值．     

Co(phen)2TATP3+与DNA在旋转金盘金环电极上的相互作用研究

在pH=7.2的Tris缓冲溶液中,利用旋转环盘电极法研究了金电极上Co(phen)₂TATP³⁺与DNA的相互作用,并根据扩散控制和电化学控制下得到的各种参数,对它们作用的模式进行了讨论.发现当一定量的DNA存在时,Co(phen)₂TATP³⁺的扩散系数、还原反应的传递系数和半波电位下的速率常数、还原产物Co(phen)₂TATP²⁺的收集系数和脱出率等都发生了较大幅度的减小.利用Co(bpy)₃³⁺进行比较研究表明,Co(phen)₂TATP³⁺与Co(bpy)₃³⁺在加入DNA后在收集系数和传递系数变化上存在较大的差异.     

过氧化聚吡咯膜修饰电极检测肾上腺素研究

报道了肾上腺素(EP)在过氧化聚吡咯膜(OPPy)修饰电极上的电化学行为及其测定方法。过氧化聚吡咯膜(OPPy)修饰电极对EP的氧化还原具有良好的催化作用,并具有较高的选择性。在最佳实验条件下,EP的还原峰电流与其浓度在2×10-7~5×10-4mol.L-1范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.999 9,检出限为8×10-8mol.L-1。将该电极应用于EP实际样品的测定,效果良好。     

聚苯胺衍生物膜修饰电极的电化学和催化性质

采用聚 2，5 二甲氧基苯胺（PDMAn）、聚邻甲苯胺（POT）膜修饰电极，以异丙醇（i P）氧化为模型反应，研究功能性膜电极的电催化性能.两种聚合物的伏安行为都表现为两对氧化还原峰；与镀铂的Pt电极比较，Pt金属化的PDMAn和POT修饰电极，大大提高了i P氧化电流密度，而且随着循环次数增加，氧化电流不断增大，表明功能性膜修饰电极具有较高的催化活性. POT修饰电极在较低的铂含量下就表现出对i P的强烈催化活性，而且对低浓度i P的氧化，具有较高的响应灵敏度；此外POT还具有良好的环境稳定性，可望成为一种具有实际应用前景的电化学传感器.     

化学修饰电极的研究XVIII,四苯基钴卟啉化学修饰玻碳电极的热处理及其对氧的催化还原

本文研究四苯基钴卟啉化学修饰玻碳电极的热处理,经热处理的这种电极[(PCo/GC)h]具有对氧催化还原的异常高的稳定性和活性.在纯O2饱和的0.05mol.L^-^1H2SO4溶液中经循环伏安(CV)扫描3000次(100mV/s),其催化活性未见明显降低.研究了热处理温度(500-1000℃)对(PCo/GC)h电极电催化性能的影响.用紫外可见光谱对热处理产物的结构进行了分析.用CV法及旋转圆盘电极研究了O2在(PCo/GC)h电极上电催化反应动力学,测定了速率常数.在该电极上O2的还原反应为二电子还原成H2O2的不可逆过程.     

Nafion膜电极对氧的催化还原的研究（I）：CoTSPc和CoTMAP的循…

制备了两组Ｎａｆｉｏｎ膜电极（膜中分别分布有带正，负电荷的过渡金属大环配离子），并用循环伏安法研究比较了这两组电极对氧催化的性能，探讨了配离子和Ｎａｆｉｏｎ膜之间的静电作用对电极催化性能影响的规律，同时对其它因素的影响及电荷在Ｎａｆｉｏｎ膜中传递的机一进行了讨论。     

阳极二氧化铅膜的阴极还原为硫酸铅的机理

应用旋转环盘电极, 和静止电极线性电位扫描法(LSV)研究铅上阳极PbO~2膜的阴极还原为PbSO~4的机理。实验结果表明相应于Pb盘上阳极膜中PbO~2还原时所产生的Pb-7w/oSb环电流是原先PbO~2膜生长时析出的氧扩散入膜中以及膜内的PbO~2微粒中的品种逸出而被还原所致。无可溶性中间体可被检出。扫速对静止Pb上阳极膜中PbO~2的LSV法还原的影响符合薄膜反应的规律。本文提出了上述反应机理。     

Hidden in plain sight: unlocking the full potential of cyclic voltammetry with the thin-film rotating (ring) disk electrode studies for the investigation of oxygen reduction reaction electrocatalysts

Cyclic voltammetry conducted with a thin-film rotating disk electrode, or ring-disk electrode (CV-TF-R(R)DE) is a very popular ‘ex situ’ tool for the rapid screening of electrocatalysts for their activity in oxygen reduction reaction. Despite its popularity and broad use, in most instances only a small part of the information that could be accessed by CV-TF-R(R)DE is actually used by scientists in their research. This work outlines both innovative and more traditional (but half-forgotten) ways of using CV-TF-R(R)DE to its optimal or full potential in the ongoing quest to study the most relevant features of oxygen reduction reaction electrocatalysts and quickly identify the most promising candidates for their applications in fuel cells or other electrochemical devices.     

Oxygen reduction on a Ru x S y (CO) n cluster electrocatalyst in 0.5 M H2SO4

A ruthenium-sulfur carbonyl cluster electrocatalyst, Ru _x S _y (CO) _n , was synthesized by pyrolysis of Ru₃(CO)₁₂ and elemental sulfur in a sealed ampoule at 300 °C. The pyrolyzed compound was characterized by DSC, FT-IR, XRD and SEM (EDX) techniques. The electrocatalytic activity and kinetic parameters for the molecular oxygen reduction were determined by a rotating ring-disk electrode (RRDE) in a 0.5 M H₂SO₄ solution at 25 °C. The cathodic polarization indicates two Tafel slopes: −0.124 ± 0.002 V dec⁻¹ at low and −0.254 ± 0.003 V dec⁻¹ at high overpotentials, and first-order kinetics with respect to O₂ concentration. From the analysis of Levich plots and RRDE results, the oxygen reduction on Ru _x S _y (CO) _n was determined to proceed mostly via a multielectron transfer path (4e⁻) to water formation ( >94%). Received: 4 March 1999 / Accepted: 26 May 1999     

碱性溶液中金电极上氧还原中间物研究

应用改进了的旋转全电极上的电势阶跃计时库仑法,分别测定了不同电极电势下氧还原过程中电极吸附中间物和溶解中间物氧化所需的电量,实验证明,在此过程中电极上确有吸附中间物存在,而且是电极电势的函数,但其分子属性尚需进一步鉴别。     

高温处理对碳载吡啶钴催化氧还原性能的影响

利用碳黑(Vulcan XC-72R) 中加入硫酸钴和吡啶(Py)作为催化剂前躯体, 经溶剂分散热处理构建了一类新型的高效氧还原CoPy/C复合催化剂. 运用循环伏安法和旋转圆盘电极(RDE)技术研究了不同温度(600~900 ℃)处理CoPy/C催化剂在碱性介质中对氧还原的电催化性能. 结果表明, 热处理能显著提高CoPy/C的催化活性, 活性次序为800 ℃>900 ℃>600 ℃>未处理. 其中800 ℃处理的15%Co25%Py/C(质量分数)复合催化剂表现出最佳的氧还原催化性能, 以其制备的气体扩散电极在3.0 mol/L KOH 电解质溶液(O₂气氛)中的半波电位为-0.069 V(相对于标准可逆氢电极), 起峰电位为0.026 V, 同时表现出明显的极限扩散电流. 利用透射电镜、 能谱分析和X射线衍射技术对催化剂的微观形貌、 颗粒大小和活性位结构的研究结果表明, 所制备的碳黑负载吡啶钴催化剂(15%Co25%Py/C)平均粒径为17 nm, 经800 ℃处理后吡啶结构发生了坍塌, 形成了其它价态的钴氧化合物、 硫化物和单质钴, 并协同吡啶中的氮对氧起催化还原作用. RDE结果表明, O₂在CoPy/C催化剂上的反应动力学主要通过4e^-过程还原成H₂O.     

Electrochemical Designing of Au/Pt Core Shell Nanoparticles as Nanostructured Catalyst with Tunable Activity for Oxygen Reduction

Au/Pt core shell nanoparticles (NPs) have been prepared via a layer‐by‐layer growth of Pt layers on Au NPs using underpotential deposition (UPD) redox replacement technique. A single UPD Cu monolayer replacement with Pt(II) yielded a uniform Pt film on Au NPs, and the shell thickness can be tuned by controlling the number of UPD redox replacement cycles. Oxygen reduction reaction (ORR) in air‐saturated 0.1 M H₂SO₄ was used to investigate the electrocatalytic behavior of the as‐prepared core shell NPs. Cyclic voltammograms of ORR show that the peak potentials shift positively from 0.32 V to 0.48 V with the number of Pt layers increasing from one to five, suggesting the electrocatalytic activity increases with increasing the thickness of Pt shell. The increase in electrocatalytic activity may originate mostly from the large decrease of electronic influence of Au cores on surface Pt atoms. Rotating ring‐disk electrode voltammetry and rotating disk electrode voltammetry demonstrate that ORR is mainly a four‐electron reduction on the as‐prepared modified electrode with 5 Pt layers and first charge transfer is the rate‐determining step.     

血红素修饰电极及其催化氧还原性质

金属大环络合物（卟啉、酞箐、维生素Ｂ_(１２)等）修饰电极对氧、一氧化氮和其它生物物质的催化作用［１－３］引起了化学工作者的极大兴趣,血红素是一种重要的铁卟啉化合物,是血液中血红蛋白的重要组成部分,承担携氧的任务,由于其特殊的生理功能,研究血红素修饰电极的性质和作用对进一步研究开发燃料电池具有很重大的意义．卟啉在电极上的修饰有多种方法,当卟啉或金属卟啉环侧链上具有苯氨基、苯酚基、乙烯基或吡咯等取代基时［３］,可采用电氧化聚合法制备聚卟啉膜．本文采用循环伏安法在水溶液中制备了聚血红素膜电极,研究了聚…     

Special Features of the Electrochemical Oxidation of Substituted 4-Carboxy-1,4-dihydropyridines

Electrochemical oxidation potentials of 1,4-dihydropyridines substituted with 4-COOH, 4-COOR, and 4-CONRR' groups have been determined in aprotic acetonitrile by the rotating ring-disk electrode method (RRDE). The electrochemical reduction potentials of the resulting products were also determined at the ring electrode. It was established that protonated pyridines are formed in the oxidation of derivatives with and without a substituent in position 4 of the heterocycle. In the case of 4-alkoxycarbonyl substituted compounds the substituent at position 4 is generally retained. 1,4-Dihydrogenated derivatives of isonicotinic acid as a rule loose the substituent at position 4 on oxidation, and both types of product were recorded for the corresponding 4-carbamoyl derivatives. The substituent at position 9 of the heterocycle was mainly retained on electrochemical oxidation of the 3,3,6,6-tetramethyl-1,8-dioxo-1,2,3,4,5,6,7,8,9,10-decahydroacridine derivatives studi! ed.     

CoPy/C催化氧还原的碱效应及活性位研究

以碳黑(Vulcan XC-72R)为载体, 硫酸钴(CoSO₄ · 7H₂O)和吡啶(Py)作为催化剂前躯体, 经溶剂分散及800℃热处理可制备出高效催化氧还原反应(ORR)的碳载钴吡啶复合催化剂(15%Co25%Py/C, 质量分数). 采用红外光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂的结构进行表征. 运用旋转圆盘电极(RDE)技术研究了不同浓度的KOH溶液(0.05~12.0 mol/L)对CoPy/C催化氧还原活性的影响. 结果表明, 不同浓度的KOH溶液对CoPy/C催化剂催化氧还原反应(ORR)的性能影响很大, 在0.05和0.1 mol/L KOH溶液中催化剂活性最高. 以其制备的气体扩散电极在0.05 mol/L KOH溶液(O₂气氛)中的半波电位为-0.138 V, 起峰电位为0.10 V, 同时表现出明显的极限扩散电流. 在-0.381 V时电流密度达到最大值(4.39 mA/cm²). 随着KOH溶液浓度的增加(pH值下降), 起始电压沿负方向移动, 同时动力学、 混合动力学和扩散区的电流密度均下降. RDE研究结果表明, 在0.05和0.1 mol/L KOH溶液中, O₂在CoPy/C电极上的还原主要经4e^-过程还原成H₂O. XPS研究结果表明, 吡啶作为小分子富氮源对提高催化剂的活性具有重要作用, 所制备催化剂经800℃高温热处理形成了石墨N, 吡啶N以及部分氧化态的氮结构, 其中石墨N和吡啶N作为催化剂的活性中心, 提供氧还原活性位, 从而使该类催化剂对氧还原表现出很好的电催化性能和选择性.