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．     

不同介质对Pt/GC电极制备及其性能的影响

应用循环伏安法(CV),扫描电子显微镜(SEM)和电化学原位红外反射光谱(in situFTIRS)研究了不同介质对碳载铂纳米薄膜电极(Pt/GC)的表面结构以及该薄膜电极对甲酸电催化氧化性能的影响.结果表明,使用不同介质的镀铂溶液,均可电沉积出分布较为均匀的Pt粒子,但其尺寸与形貌却相差很大.当以H2SO4作介质,由循环伏安法于玻碳电极上电沉积Pt得到的(Pt/GC1)电极,其Pt粒子粒径约100~200 nm;而在HClO4介质得到的(Pt/GC2)电极,则含有两种Pt微晶:其一是立方体形,粒径约200 nm,其二为菜花状,粒径约400 nm.电化学循环伏安和原位红外反射光谱测试指明,不同介质制备的Pt/GC电极对甲酸的电催化氧化均表现出与本体铂电极(Pt)相类似的特性,即可通过活性中间体或毒性中间体将甲酸氧化至CO2,但不同结构的Pt/GC电极具有不同的电催化活性.进一步以Sb或Pb修饰Pt/GC电极,不仅可以有效地抑制毒性中间体CO的生成,而且还能显著提高其电催化活性.比较本文研究的7种电极,其电催化活性顺序依次为:Sb-Pt/GC2>Pb-Pt/GC2>Pb-Pt/GC1>Sb-Pt/GC1>Pt/GC2>Pt/GC1>Pt.     

碳纳米管负载纳米Ni修饰电极及碱液中电氧化甲醇

采用湿化学法在碳纳米管(MWCNTs)上负载Ni纳米粒子(MWCNTs-Ni),并制备MWCNTs-Ni修饰玻碳电极(MWCNTs-Ni/GCE),用X射线粉末衍射和透射电子显微镜测试技术对MWCNTs-Ni的物相和形貌进行了表征,通过循环伏安法研究了该修饰电极在碱性介质中的电化学行为以及对甲醇的电催化氧化作用。结果表明,面心立方的Ni纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面,平均粒径约为16 nm,MWCNTs-Ni/GCE在碱性介质中的电化学行为是受扩散控制的准可逆过程,对甲醇的电催化氧化具有较高的电催化活性。     

一步法绿色合成甲醇燃料电池阳极催化剂

以含有多羟基的聚乙二醇为还原剂,采用水热还原技术一步法制备出Pt/石墨烯复合物电极材料。采用扫描电子显微镜(SEM)技术对石墨烯和Pt/石墨烯材料进行了形貌和结构表征。利用循环伏安电化学测试技术研究了该Pt/石墨烯电极对甲醇燃料小分子的电催化氧化性能。研究结果表明该复合材料作为阳极催化剂对甲醇表现出优异的电催化活性。该电极材料有望用作甲醇燃料电池的阳极催化剂材料。     

二维多层PtRu/PtNd纳米薄膜的结构效应及电催化氧化活性

采用离子束多靶溅射技术控制膜层结构制备出二维多层PtRu/PtNd纳米合金薄膜作为微型直接甲醇燃料电池(DMFCs)阳极催化电极材料. 应用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、掠入射X射线衍射(GIXD)研究了薄膜表面的化学状态、形貌以及薄膜表层、次表层和体相的结构,并用CO-stripping伏安法、循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、计时电流法(CA)等电化学方法测试薄膜催化剂的电化学活性比表面积及其对甲醇的电催化氧化. 结果表明, 多次交替沉积制备的PtRu/PtNd薄膜, 由于溅射产生的Pt+、Ru+和Pt+、Nd+之间的相互作用, 使薄膜表面的化学状态和膜层结构发生变化, 其衍射谱峰呈现异常宽化, Pt与Nd之间产生电子转移, 证实了PtRu/PtNd纳米合金薄膜是一种具有特殊膜层结构和电子结构的二维多层PtRu/PtNd纳米合金薄膜, 电化学活性比表面积高达115.00m2 ·g-1, 在酸性溶液中电催化氧化甲醇的活性显著提高.     

ITO表面Pt颗粒的电化学沉积制备及其电催化氧化氨研究

以氧化铟锡(ITO)透明导电玻璃为导电基体, 采用恒电位电化学沉积方法, 在其表面制备Pt颗粒. 使用扫描电子显微镜(SEM), 能量色散X射线荧光光谱(EDS)与X射线衍射(XRD)表征了ITO表面沉积的Pt颗粒的形貌, 成分和结构. 采用循环伏安(CV)和电化学活性面积(EASA)表征Pt/ITO电极在碱性介质中对氨的电催化氧化性能及其有效电化学表面积. 结果表明, 采用电化学沉积方法, 可在ITO表面获得具有较好分散度的亚微米尺寸的Pt颗粒. 制备的Pt/ITO电极在较低Pt担载量(约0.12 mg•cm^－2)的条件下, 即可获得远高于纯Pt电极的电催化氧化氨活性. 这主要归因于电化学沉积制备的Pt颗粒尺寸较小且在ITO表面呈良好分散, 具有很高的电化学活性面积.     

电沉积法制备铂纳米粒子过程中卤素阴离子对粒子形貌及电催化性质的影响

在电化学沉积铂纳米粒子的过程中, 通过添加卤素阴离子, 可以显著地改变纳米粒子的形貌. 通过添加氯离子、溴离子和碘离子, 可以在导电基底上分别获得球形、片状及立方结构的铂纳米粒子. 对卤素阴离子影响电沉积铂纳米粒子形貌的原因进行了探讨. 研究了铂纳米粒子的电催化活性, 发现通过添加卤素阴离子制备得到的铂纳米粒子对于甲醇的电化学催化氧化表现出较低的电化学催化活性. 通过电化学氧化法全部或部分除去铂表面吸附的卤素阴离子后, 纳米粒子对甲醇的电化学催化氧化活性显著提高.     

电化学方法制备石墨烯-铁氰化镍复合物及对抗坏血酸的电催化氧化研究

采用电化学还原方法制备了铁氰化镍-石墨烯复合薄膜电极,扫描电子显微镜(SEM)表征电还原石墨烯和铁氰化镍-石墨烯复合材料的表面形貌。采用循环伏安和计时电流技术研究了该修饰电极对抗坏血酸(AA)的电催化氧化性能,据此建立了一种测定AA的电化学分析新方法。由于石墨烯和铁氰化镍纳米颗粒之间的协同效应,使得该复合修饰电极对抗坏血酸具有优异的电催化活性。在0.1 mol/L pH 7.00的PBS溶液中,抗坏血酸的催化氧化电流与其浓度在1.0×10-4~7.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.1×10-5mol/L(S/N)。     

甲醇在铂修饰的氧化钛电极上电催化氧化行为的研究

运用电化学方法评价了电化学阴极还原-阳极氧化两步法制得的以钛为基体的铂修饰的钛氧化物(Pt-TiO_x/Ti)电极对甲醇电催化氧化的性能,结果表明,制得的修饰电极对甲醇氧化呈现了很高的电催化活性和好的稳定性.通过X光电子能谱(XPS)、扫描隧道显微镜(STM)和现场傅立叶变换红外(FTIR)反射光谱等技术,发现修饰电极对甲醇氧化具有高的电催化性能,可归属于纳米级Pt粒子在TiO_x中的高度分散及由于Pt和TiO_x的相互作用,使电极表面对甲醇氧化中间产物CO的吸附量大大降低.     

Pt及其修饰电极上甲醇吸附和氧化的CV和EQCM研究

运用电化学循环伏安和石英晶体微天平 (EQCM )研究了 0 .1mol·L- 1H2 SO4 溶液中甲醇在Pt电极和以Sb ,S不可逆吸附原子修饰的Pt(Pt/Sbad和Pt/Sad)电极上的吸附和氧化过程 .结果表明甲醇的氧化与电极表面氧物种有着极其密切的关系 .Pt电极表面Sb吸附原子能在较低的电位下吸附氧 ,可显著提高甲醇电催化氧化活性 .与Pt电极相比较 ,Sb吸附原子修饰的Pt电极使甲醇氧化的峰电位负移了 0 .13V .相反 ,Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种 ,抑制了甲醇的电氧化 .本文从表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的新数据     

离子液体中CNT/nanoTiO_2-Pt膜电极电催化氧化葡萄糖

循环伏安法研究葡萄糖在离子液体[EMI]BF4中于碳纳米管/纳米TiO2膜载Pt(CNT/nanoTiO2-Pt)复合膜电极上的电催化氧化.结果表明,CNT/nanoTiO2-Pt电极对葡萄糖氧化具有高催化活性,氧化电位为-0.46V;在组成为离子液体与水的体积比为3∶1的电解液中,葡萄糖的氧化效果最好.电极反应过程受浓差极化控制.     

氢氧化镍薄膜修饰玻碳电极的制备及其对L-赖氨酸氧化的电催化活性

采用恒电位沉积方法将氢氧化镍沉积到玻碳电极表面,得到稳定性高、催化活性好的氢氧化镍薄膜修饰玻碳电极;分析了影响薄膜形成过程的关键因素,确定了最佳薄膜制备方案;与此同时,将薄膜修饰玻碳电极用于生物样品L-赖氨酸的氧化测定,并探讨了其催化作用机理.结果表明,所制备的氢氧化镍薄膜修饰玻碳电极表面发生电化学反应[Ni(OH)2→NiOOH],从而促进电极表面的电子转移,实现对L-赖氨酸的电催化作用.当L-赖氨酸的浓度在1.0×10-4～4.0×10-7 mol/L范围内时,相应氧化峰电流与浓度呈线性关系,检出限达4.0×10-7 mol/L;据此可方便地制备稳定性好且灵敏度高的电流型传感器.     

一种提高铂电催化氧化甲酸性能的简单方法

在离子液体1-乙基咪唑三氟乙酸盐(HElmTfa)中,采用循环伏安法在铂电极表面修饰聚吡咯(PPY),制得PPy-HEImTfa/Pt,并研究了其对甲酸的电催化氧化性能.与相同条件下的铂基底电极相比,PPy-HEImTfa/Pt对甲酸的电催化氧化性能有很大的提高.原位红外光谱表明,PPy-HElmTfa能降低中间体CO等对铂电极的毒化作用,促进甲酸直接氧化生成CO_2.     

Fabrication of highly sensitive cysteine electrochemical sensor based on nanostructured compound and carbon nanotube modified electrode

This work describes the electrochemical behavior of copper(II)-bis[5-((4-ⁿ-decyloxyphenyl)azo)-N-(ⁿethanol)-salicylaldiminato]film immobilized on the surface of multiwall carbon nanotube glassy carbon electrode and its electrocatalytic activity toward the oxidation of L-cysteine. The surface structure and composition of the sensor was characterized by scanning electron microscopy. Electrocatalytic oxidation of L-cysteine on the surface of modified electrode was investigated with cyclic voltammetry, chronoamperometry and hydrodynamic amperometery methods and the results showed that the Cu-Schiff base film displays excellent electrochemical catalytic activities towards L-cysteine oxidation. The modified electrode indicated reproducible behavior and high level of stability during the electrochemical experiments.     

抗坏血酸在离子液体修饰玻碳电极上的电化学行为

利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)对玻碳电极(GCE)进行修饰,制备了BMI-MBF4/GCE电极.在0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液中,采用循环伏安法研究了抗坏血酸在BMIMBF4/GCE电极和裸玻碳电极(GCE)上的电化学行为.结果表明,pH=5.7的磷酸盐缓冲溶液为最佳测定底液,最佳富集时间为120s;BMIMBF4/GCE对抗坏血酸的氧化反应有很好的电化学催化作用.抗坏血酸的氧化峰电流与其浓度在2.0×10-4～1.0×10-2 mol/L的范围内呈良好的线性关系,相对标准偏差为4.53%(n=5).     

GCE/DNA/PFS/RTIL/HRP修饰电极的制备及其电催化行为

将辣根过氧化物酶（HRP）固定在室温离子液体（RTIL）/聚二茂铁硅烷（PFS）/DNA复合材料修饰的玻碳电极（GCE）表面,构建了GCE/DNA/PFS/RTIL/HRP修饰电极,详细地研究了该修饰电极的电催化行为,优化了电解质溶液的pH值和RTIL的体积对催化过氧化氢（H2O2）的影响。 电化学实验结果表明,DNA、PFS和RTIL复合膜既为HRP提供了一个生物兼容的微环境;又有效地促进了电子在HRP和电极表面之间的传递。 在最优实验条件下,该修饰电极对H2O2具有快速的催化响应,在2 s内即可达到稳态电流的95%,其响应在3.25 μmol/L~1.47 mmol/L（r=0.999,n=10）和1.86~5.35 mmol/L（r=0.996,n=12）范围内呈良好的线性关系,检出限为0.86 μmol/L。 该传感器灵敏度高、重现性和稳定性好。 此外,该修饰电极还能催化O2还原。     

Electrocatalytic activity of hemoglobin in sodium alginate/SiO<Subscript>2</Subscript> nanoparticle/ionic liquid BMIMPF<Subscript>6</Subscript> composite film

A novel biocompatible composite film containing sodium alginate (SA), room temperature ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMIMPF₆), SiO₂ nanoparticle, and hemoglobin (Hb) was fabricated and covered on the surface of a traditional carbon paste elecrode (CPE). The immobilized Hb on the electrode surface showed good direct electrochemical behaviors, and a pair of quasi-reversible redox peaks of Hb was obtained, which indicated that the direct electron transfer of Hb with the electrode surface had been achieved. The SA/nano-SiO₂/BMIMPF₆/Hb/CPE showed dramatically electrocatalytic activity to the reduction of trichloroacetic acid, hydrogen peroxide (H₂O₂), and oxygen (O₂). The kinetic parameters for the electrocatalytic reactions were evaluated. The composite film showed the potential to the biosensor and biocatalysis.     

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%。     

Electrochemical Determination of NDPhA via its Electrocatalysis at Porous Au Electrode in Room Temperature Ionic Liquid

N‐Nnitrosodiphenylamine (NDPhA) is a typical kind of nonvolatile nitrosamine. Its electrochemical oxidation occurs usually at relative positive potentials (>1.1 V) even at catalytic noble metal electrodes in aqueous solutions. The formation of oxide and evolution of oxygen at such high potentials makes the analysis of NDPhA on noble metal electrodes difficult. Accordingly, its electrochemical analysis is usually performed in anhydrous organic electrolytes. In this work, room temperature ionic liquid [BMIM⁺] [BF ] acting as electrolyte was introduced in this electrochemical analysis systems. It acts as supporting electrolyte itself, has good solubility of organic compounds, and allows a wide performance potential window of noble electrode, and in turn, highly electrocatalytic noble electrode of platinum or gold can be used as working electrodes. After the investigation of the electrocatalytic behavior of NDPhA at a gold electrode in this room temperature ionic liquid electrolyte, high sensitive determination of NDPhA was designed. It is demonstrated that the electrochemical response of NDPhA is determined by a surface‐controlled process. Therefore, a sensor with high sensitivity was constructed by applying porous Au electrodes with highly electrocatalytic activity and large active surface area. The present approach on one hand broadens the application field of room temperature ionic liquids, and on the other hand provides a sensitive analytical method for environmental detection.     

Ionic Liquid‐Hemoglobin‐Carbon Paste Composite Bioelectrode and Its Electrocatalytic Activity

A new carbon ionic liquid paste bioelectrode was fabricated by mixing hemoglobin (Hb) with graphite powder, ionic liquid 1‐ethyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIMBF₄) and liquid paraffin homogeneously. Nafion film was cast on the electrode surface to improve the stability of bioelectrode. Direct electrochemistry of Hb in the bioelectrode was carefully investigated. Cyclic voltammetric results indicated that a pair of well‐defined and quasi‐reversible electrochemical responses appeared in pH 7.0 phosphate buffer solution (PBS), indicating that direct electron transfer of Hb was realized in the modified electrode. The formal potential (E^0′) was calculated as ?0.316 V (vs. SCE), which was the typical characteristic of the electrochemical reaction of heme Fe(III)/Fe(II) redox couple. Based on the cyclic voltammetric results the electrochemical parameters of the electrode reaction were calculated. This bioelectrode showed high electrocatalytic activity towards the reduction of trichloroacetic acid (TCA) with good stability and reproducibility.