氧化铜-过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜修饰电极非酶检测葡萄糖

先以氧化石墨烯(Graphen oxide,GO)为阴离子掺杂剂,采用电化学聚合法制备了聚吡咯-氧化石墨烯复合膜(PPy-GO)。分别在0.10 mol/L Na Cl和0.10 mol/L NaOH溶液中对其进行还原和过氧化处理,制得过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜(OPPy-ERGO)。再以此OPPy-ERGO复合膜为载体,采用电化学沉积法制备了氧化铜-过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜修饰电极(CuO-OPPy-ERGO/CCE)。通过扫描电镜和电化学方法对此电极进行表征,研究了葡萄糖在此修饰电极上的电化学行为。结果表明,此电极对葡萄糖的电氧化过程表现出高的催化活性和良好的抗干扰能力。在0.20 mol/L NaOH溶液中,安培法检测葡萄糖的线性范围为5.0×10~(-7)~1.0×10~(-3)mol/L,检出限(3Sb)为2.0×10~(-7)mol/L,灵敏度为121.8μA/(mmol·L~(-1))。该电极用于血清中葡萄糖含量的测定,加标回收率为96.0%~110.1%。     

电解质溶液对聚吡咯电聚合中过氧化行为的影响

分别以硫酸/水和高氯酸锂/乙腈为电解质溶液, 采用循环伏安法在铂基底电极上电聚合制备了聚吡咯, 研究了电解质溶液对聚吡咯电聚合过程中过氧化行为的影响. 与硫酸/水溶液相比, 在高氯酸锂/乙腈溶液中电聚合制备的聚吡咯发生过氧化的峰电位正移了0.42 V. 采用原位傅里叶变换红外(in situ FTIR)光谱技术检测, 结果表明, 电聚合制备的聚吡咯在2种电解质溶液中均发生了过氧化反应, 其β-C经氧化生成C-OH或CO. 在硫酸/水溶液中, 部分聚吡咯发生电氧化降解生成CO₂, 致使其共轭结构被破坏, 电导率迅速下降. 而在高氯酸锂/乙腈溶液中, 在更高的电位范围内, 聚吡咯并没有氧化降解成CO₂.     

聚吡咯改性炭载Pd催化剂促进甲酸电氧化

直接甲酸燃料电池(DFAFC)阳极活性炭载Pd催化剂活性组分易聚集,分散差且存在炭载体的电腐蚀作用,造成催化活性低稳定性差。 为解决上述问题,本文通过调控炭载Pd催化剂的载体改善催化活性和稳定性。 采用低温化学氧化法制备了聚吡咯(PPy)与活性炭复合材料,在聚合过程中加入活性炭,经过高温热解聚吡咯形成复合碳载体负载Pd催化剂,并表征了热解聚吡咯碳修饰催化剂表面形貌,发现聚吡咯修饰后的催化剂载体表面氮元素以吡咯氮的形式存在,催化剂活性组分Pd纳米粒子可稳定在2.25 nm。 通过甲酸电催化氧化性能测试,结果表明,Pd单位质量比活性比Pd/C催化剂提高了2.5倍。     

不同电解质溶液对聚吡咯修饰膜性质的影响

以对甲基苯磺酸钠(p-TSNa)为掺杂剂在不锈钢电极表面恒电位合成聚吡咯(PPy)修饰膜, 采用循环伏安法在-1.6 - 0.8 V大范围扫描研究了修饰膜在H2SO4、Na2SO4、NaOH电解质溶液中的氧化还原行为. 结果表明, 在H2SO4溶液中, 以H+的脱出(氧化)/嵌入(还原)为特征, 并发现聚吡咯在酸性溶液中所特有的质子还原峰. 在Na2SO4和NaOH溶液中, 以Na+的脱出(氧化)/嵌入(还原)峰为特征. FT-IR吸收光谱显示, 经NaOH处理后, 聚吡咯膜的长共轭结构被完全破坏, 而经H2SO4和Na2SO4处后, 膜的共轭结构未发生变化.     

用循环伏安法研究烷氧基聚紫精的电氧化还原性能

利用循环伏安法研究了烷氧基聚紫精的电氧化还原性能，测定了它们的两步还原电位、峰电流和表现扩散系统（Ｄ），结果表明：Ｄ随着ＰＡｏＶ结构中所含醚键的增加而减小；并对第一步还原反应的可逆性进行了研究，发现第一步还原反应的可逆性优于第二步还原反应，同时证明电极反应是由扩散步骤控制的；ＰＡｏＶ具有良好的抗电疲劳性能；并研究了体系ｐＨ值和扫描范围对ＰＡｏＶ的电氧化还原性能的影响。     

电沉积铜镍氢氧化物/过氧化聚吡咯修饰电极对葡萄糖的测定

采用循环伏安法制备了铜镍氢氧化物/过氧化聚吡咯复合膜修饰电极( Cu-Ni (OH) 2/PPyox/CCE),并对其进行了表征.研究了葡萄糖在该修饰电极上的电化学行为,结果表明,该修饰电极对葡萄糖的氧化有良好的电催化活性.安培法检测葡萄糖的线性范围为5.0×10-7～1.1×10-3 mol/L(r=0.9992)和...     

聚吡咯/氧化石墨烯层状复合材料的制备及其在超级电容器中的应用(英文)

通过将吡咯单体在低温下与氧化石墨烯进行原位聚合,获得聚吡咯/石墨烯(Ppy/CRGO)复合材料.采用场发射电子显微镜(FESEM)、红外(FT-IR)和热重分析(TGA)对复合物的表面形貌、结构进行表征.FESEM结果表明,通过控制氧化石墨烯(GO)和吡咯单体的质量比例,可以对复合物的层状和厚度进行调控.FT-IR和TGA结果表明,聚吡咯(Ppy)是通过化学键合的方式与氧化石墨烯复合在一起.通过机械冷压法将粉末状Ppy/CRGO复合物压成圆片电极,并探讨了石墨烯和聚吡咯复合比例、反应时间、烘干温度和孔隙率等因素对Ppy/CRGO复合物电极的电学和电化学性能的影响.结果表明,Ppy与CRGO质量比为10∶1所制得的Ppy/CRGO复合物的电容量为421 F·g-1,通过在电极中引入孔隙,电容量能进一步提升为509 F·g-1.     

聚吡咯/还原氧化石墨烯复合物的合成及电容性能

通过原位聚合方法制备不同配比的聚吡咯/氧化石墨（PPy/GO）复合物,将其用NaBH4还原得到聚吡咯/还原氧化石墨烯(PPy/RGO)复合物,采用X射线衍射、红外光谱和场发射扫描电子显微镜（FESEM）对其结构和形貌进行物理表征。 采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗等电化学方法系统研究了所制备样品的电化学性能。 实验结果表明,在电流密度为0.5 A/g、吡咯（Py）与GO质量比为95∶5时,得到的复合物还原前后比电容分别可达401.5和314.5 F/g,远高于单纯的GO（34.8 F/g）和PPy（267.5 F/g）。 经过1200圈循环稳定性测试后,PPy/RGO复合物比电容保持了原来的62.5%,与PPy和PPy/GO（电容保持率分别为16.8%和46.4%）相比,PPy/RGO表现出更好的循环稳定性能,有望成为超级电容器电极材料。     

Co3O4/聚吡咯/石墨烯碱性溶液中电化学还原氧

燃料电池具有较高的能量密度和发电效率,以清洁能源为原料,零污染排放,是一种具有发展前景的能量储存和转化装置.阴极氧还原反应(ORR)在燃料电池中起着关键作用.ORR广泛采用贵金属铂基催化剂,但是它们价格昂贵,电子动力学转移速率慢,碱性条件下易团聚,这些亟需解决的问题阻碍了燃料电池商业化进程.近期,一些非贵金属催化剂被广泛研究,例如氮掺杂碳材料、Fe/N/C和Co/N/C材料等,它们有可能在未来替代铂基催化剂.我们的目标是合成新型高催化活性的Co/N/C及其衍生非贵金属材料,用于ORR催化反应.由于石墨烯具有独特的形貌、较大的比表面积和良好的导电性,其表面含有功能化的官能团,所以我们选择石墨烯作为碳载体.首先,用改性休克尔方法合成了氧化石墨烯(GO),为了提高其催化活性,采用聚吡咯作为氮源对其进行了氮掺杂,制备了聚吡咯/氧化石墨烯(Ppy/GO).通过ORR催化性能测试发现,GO对ORR具有一定的催化活性,它的起始电位和阴极电流电位分别为–0.31 V vs SCE和–0.38 V vs SCE;Ppy/GO的起始电位和阴极电流电位分别为–0.20 V vs SCE和–0.38 V vs SCE,氮掺杂对GO的催化活性有所提高.采用水热法沉积氧化钴合成了Co3O4/聚吡咯/氧化石墨烯(Co3O4/Ppy/GO).其形貌为Co3O4分散在氮掺杂GO表面.在KOH电解质(0.1 mol/L)中测试,Co3O4/Ppy/GO的起始电位和阴极电流电位分别为–0.20 V和–0.38 V vs SCE.经过800℃高温煅烧处理后,Co3O4/Ppy/GO-800的催化活性明显提高,起始电位和阴极电流电位分别达到–0.10 V和–0.18 V vs SCE.ORR电子转移数为3.4,接近于4电子反应途径.Co3O4/Ppy/GO对ORR的催化活性及4电子催化选择性较高,可能是由于纳米形态的Co3O4和Ppy/GO之间具有较强的表面作用力,聚吡咯掺杂的氧化石墨烯具有较强的电子储存及释放能力.综上,我们通过水热法制备了钴、氮共掺杂的GO,并研究了其对ORR的催化活性和电子转移选择性.结果表明Co3O4/Ppy/GO是一种高效的非贵金属电催化剂,在碱性电解质中具有很高的ORR催化活性,在燃料电池阴极催化剂方面很有前景.     

多层聚吡咯-铂复合膜电极的甲醇电催化氧化

应用循环伏安法电沉积多层聚吡咯-铂复合膜电极,研究该电极的甲醇电催化氧化性能.循环伏安和计时安培法测试表明,该复合膜电极具有更好的甲醇电催化活性和抗毒性.铂量增加,电极反应控制步骤将由CO氧化转化为甲醇的吸附脱氢.     

Structure at the Free Surface of Water and Aqueous Electrolyte Solutions

Abstract

During the past 20 years or so one of the regions of conspicuous growth in the field of physical chemistry has been the study of the structure and behaviour of water and aqueous solutions. There are practical reasons, for example technical and biological, for this interest, but it is also true that the complexity of water as a liquid provides its own motive to the rcsearch worker. It is unlikely that we would spend so much time in the study of water if it were as simple a liquid as Argon. However, strange though the behaviour of liquid water is, it is probably not as strange as it has sometimes been thought to be. The thermal “anomalies” of water and the abnormal “Poly-water” Seem rather likely to fade out of the scientific scene, as have other stimulating but nonviable scientific myths.     

第一性原理方法预测水相核酸碱基及其代谢物的氧化还原电动势

氧化还原电动势是了解核酸中电荷/电子转移过程以及设计具有新型氧化还原活性的碱基类化合物的重要参数. 本文对82个芳香化合物的氧化还原电动势进行理论预测, 通过计算值和实验值的比较发现: 气相采用B3LYP/6-311++G(2df,2p)//B3LYP/6-31+G(d)方法, 液相采用HF-COSMORS/UAHF方法, 对运用HF- CPCM/UAHF方法在水相重新优化的构型计算溶剂化能, 能有效预测芳香化合物水相氧化还原电动势, 该理论方法计算的绝对均方根误差(RMSD)为0.124 V. 运用该理论方法成功预测了属于芳香化合物的核酸碱基及其代谢物的水相氧化还原电动势. 根据预测结果, 讨论了核酸中电荷/电子转移过程以及结构改变对设计具有新型氧化还原活性的核酸碱基类化合物的影响. 本文为设计具有氧化还原活性的新型核酸碱基类化合物提供了一种理论方法.     

用聚吡咯修饰碳糊电极测定食盐中碘

在碱性条件下 ,利用还原剂硫酸肼将加碘盐中碘酸根离子还原成碘负离子 ,在饱和氯化钠溶液介质中 ,用聚吡咯修饰碳糊电极 ,采用差分脉冲伏安法测定碘离子,峰电位Ep = 0.409V(vs.SCE),峰电流与碘负离子浓度有良好线性关系 ,线性范围6.0×10-5 ～2.2×10-3 mol/L,检出限2.0×10-5 mol/L ,并对实际样品进行了回收率测定 ,取得较好结果。该法具有快速、灵敏、高效、简单的特点。     

聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜对Pb2+固相萃取的吸附效能研究

以电纺尼龙6纳米纤维膜为基底,原位氧化聚合制得聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜(PPy/Nylon 6-NFsM).通过静态和动态吸附实验考察PPy/Nylon 6-NFsM对Pb2+的吸附行为,探究其作为固相萃取介质富集水中痕量Pb2+的可行性.结果表明:298 K,pH=10时,PPy/Nylon 6-NFsM对Pb2+的静态饱和吸附量达542 mg/g;吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级动力学模型和Freundlich模型;优化了PPy/Nylon 6-NF-sM的固相萃取条件,采用火焰原子吸收光谱法检测实际水样中的Pb2+,检出限为1.2 μg/L(信噪比为3计),10 μg/L加标水平加标回收率为95.3％ ～ 100.4％,相对标准偏差(RSD)为1.6％(n=3),可实现实际水样中痕量Pb2+的准确、灵敏的检测.     

水介质中吡咯的电化学聚合反应

研究了扫描电位上限对循环伏安法制备聚吡咯膜性能的影响，吡咯在水溶液中于玻碳电极表面化学聚合的起始电位为0．58V，在聚吡咯（Ppy）修饰电极表面聚合的起始电位为0．55V，当聚合电位上限在0．80V以上时，Ppy的氧化还原反应可逆性变差，同时，氧化电位过高将导致Ppy膜导电性能下降；研究了聚合介质对循环伏安法制备导电聚吡咯膜的影响，实时观察了吡咯（Py）聚合过程溶液中质子含量的动态变化，发现Py聚合伴随有质掺杂←→释放过程；结合Ppy膜的元素分析、ESR分析和IR光谱分析，总结出了水介质中电化学聚合高导电性聚吡咯膜的条件。     

Benzidine Derivatives: A Class of High Redox Potential Molecules for Aqueous Organic Flow Batteries

The development of water-soluble redox-active molecules with high potentials is one of the effective ways to enhance the energy density of aqueous organic flow batteries (AOFBs). Herein, a series of promising N-substituted benzidine analogues as water-soluble catholyte candidates with controllable redox potentials (0.78–1.01 V vs. standard hydrogen electrode (SHE)) were obtained by the molecular engineering of aqueous irreversible benzidines. Theoretical calculations reveal that the redox potentials of these benzidine derivatives in acidic solution are determined by their electronic structure and alkalinity. Among these benzidine derivatives, N,N,N′,N′-tetraethylbenzidine(TEB) shows both high redox potential (0.82 V vs. SHE) and good solubility (1.1 M). Pairing with H₄[Si(W₃O₁₀)₄] anolyte, the cell displayed discharge capacity retention of 99.4 % per cycle and a high coulombic efficiency (CE) of ∼100 % over 1200 cycles. The stable discharge capacity of 41.8 Ah L⁻¹ was achieved at the 1.0 M TEB catholyte with a CE of 97.2 % and energy efficiency (EE) of 91.2 %, demonstrating that N-substituted benzidines could be promising for AOFBs.     

Electrolysis at the Interface between Two Immiscible Electrolyte Solutions: Determination of Acetylcholine by Differential Pulse Stripping Voltammetry

Abstract

A three-electrode system with the hanging electrolyte drop electrode (HEDE) was developed for the analytical exploitation of electrolysis at the interface between two immiscible electrolyte solutions (ITIES). The use of the differential pulse stripping voltammetry (DPSV) for the quantitative determination of the species which participates in a charge transfer reaction at ITIES was demonstrated with acetylcholine cation transfer across the water/nitrobenzene interface. Trace concentration of acetylcholine in water in the part per million level (ppm) can be determined. It was concluded that the electrolysis at ITIES represents the perspective method of chemical analysis.     

水分子配位对叶绿素a氧化还原势与红外光谱的影响

以光系统I反应中心电子传递链上的辅助叶绿素a为目标,采用密度泛函理论中的B3LYP方法,结合三种基组,系统计算了该叶绿素及其两种配位分子模型在气相、模拟蛋白质环境和水中的氧化还原势和离解能;同时计算了这三种模型在气相中的几何结构、红外光谱及其13C、15N和2H的同位素标记谱.计算及分析结果表明:水分子配位引起镁离子偏离叶绿素a的卟啉环平面中央,导致以镁原子为中心的键角减小,Mg—N键长增长;而天冬酰胺对配位的水分子施加氢键影响后,使得Mg—N键进一步增长,镁离子与水分子中氧原子的配位键Mg—O键长减小,离解能增加,合成分子的氧化还原势减少;另外,分子的氧化还原势和配位键离解能随着相对介电常数的增加以及计算基组的增大而减小;三种分子模型的羰基(C襒O)和卟啉环上C襒C键的特征振动频率差值小于7cm-1,而同位素标记引起其峰位变化量的差值小于3cm-1.该计算为研究光合反应中心电子传递链上叶绿素a的作用与功能提供理论参考依据.