多孔钛基掺硼金刚石电极结构对电催化降解阿司匹林性能的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对多孔Ti/BDD电极及传统平板Ti/BDD(BDD=钛基掺硼金刚石)电极进行了研究,通过循环伏安法考察了电极的背景电流和电化学窗口.以阿司匹林为模型污染物,研究了BDD电极结构对阿司匹林电催化降解的影响.结果表明,多孔Ti/BDD电极的总带电量,内、外部带电量,孔隙率和比表面积均高于平板Ti/BDD电极;多孔Ti/BDD在对COD和阿司匹林的去除率和能量消耗等方面均优于平板Ti/BDD电极.     

Ta/BDD薄膜电极电化学催化氧化硝基酚

研究了热丝化学气相沉积法(HFCVD)制备得到钽衬底掺硼金刚石膜电极(Ta/BDD)的物理性质和电势窗口, 并考察了其用于电化学催化氧化硝基酚过程中的性能及各种影响因素. 扫描电镜和拉曼光谱表明, Ta/BDD电极具有良好的物理性能, 通过测试Ta/BDD电势窗口发现, 该电极具有较高的析氧过电位. 在Ta/BDD电化学催化氧化硝基酚过程中, 化学需氧量(COD)和高效液相色谱测试表明, 硝基酚能够有效降解, 电流密度、支持电解液及浓度对降解过程影响较大, 温度影响不明显. 强化寿命实验表明, Ta/BDD电极具有较好的稳定性. 实验结果表明, Ta/BDD电极是一种适于硝基酚降解和COD去除的优良电极.     

双酚A在硼掺杂金刚石薄膜电极上的电化学行为研究

硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电极是用于废水处理的理想电极材料。利用循环伏安法和电化学阻抗谱研究了环境激素双酚A(BPA)在BDD电极上的电化学行为,分析在电极/溶液界面上的电化学过程及相关的电极动力学参数。研究发现BPA在电极上的直接电化学氧化过程为不可逆过程,氧化峰电势在1.4 V左右。电极/溶液界面的双电层结构可以用一个电容与一个电阻并联的等效电路来进行拟合,当极化电位从0.5 V增加至2.0 V时,电荷转移电阻Rct由7.043×104Ω·cm2降至1.366×103Ω·cm2,下降了80.60%,表明提高电极电位可明显降低电催化反应的电阻,有利于电催化氧化反应的进行,可提高电催化反应速率。     

苏丹红I号在纳米金/碳球修饰硼掺杂金刚石电极上的电化学行为

采用纳米金/碳球(Au/CS)复合物修饰硼掺杂金刚石(BDD)电极,研究了苏丹红I号在Au/CS修饰BDD电极上的电化学行为,并据此建立了实际样品中的苏丹红I号的测定方法.结果表明,与裸BDD电极相比,苏丹红I号在Au/CS修饰BDD电极上的氧化峰电流由0.24μA增加到0.83μA,峰电位由0.809V负移到0.743V.在最优测试条件下,苏丹红I号浓度与其峰电流在4~100μmol/L范围内呈线性关系,线性方程为Ip=0.011 26c+0.116(R2=0.999),检出限为8.33μmol/L.采用本方法对实际样品中的苏丹红I号进行测定,测定结果及平均回收率均优于BDD电极法.     

阿昔洛韦在硼掺杂金刚石电极上的电化学行为及其与DNA相互作用的研究

利用硼掺杂金刚石(BDD)电极通过循环伏安法和微分脉冲伏安法研究了阿昔洛韦在0.10 mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中的电化学行为及其与DNA的相互作用.与玻碳电极相比,阿昔洛韦在BDD电极上的循环伏安曲线在1.17 V处的氧化峰电流更大,背景电流较低.根据峰电位随溶液pH值和扫描速率的变化趋势考察了阿昔洛韦...     

掺硼金刚石膜电极表面产生羟基自由基的原位ESR研究

建立了原位电化学-电子顺磁共振(ESR)方法,系统研究了掺硼金刚石(BDD)膜电极表面在水溶液中的羟基自由基(·OH)产生规律.结果表明,在高于析氧电位时,·OH的生成速率随着阳极电位的升高、电流密度的增加而增大,增加速率逐渐减缓.与此同时,与氢终端的BDD膜电极相比,氧终端的BDD膜电极表面因具有较好的亲水性而具有更高的·OH产生能力.在电化学氧化处理有机废水的过程中,电极表面处于氧终端的状态,有利于·OH产生并保持较高的活性.溶液pH值也在一定程度上影响·OH生成反应,酸性溶液中,BDD膜电极表面的·OH产生能力强于在中性或碱性溶液中.进一步研究发现,BDD膜电极表面还可能生成O3-·0自由基.本研究为深入探索BDD膜电极表面·OH的产生机制提供了研究手段,为阐述BDD膜电极电极在污染物处理中高效性的本质提供了有效的证据.     

集成化金膜阵列电极的制作研究

以聚乙烯不干胶掩膜版法结合金属溅射沉积技术在FR-4玻璃纤维版上制作了由6个金膜工作电极(1 mm×2 mm)、1个大面积金膜对电极(2 mm×13 mm)和1个厚膜Ag/AgCl参比电极构成的集成化金膜阵列电极系统,并利用电化学手段对阵列电极系统进行了考察。研究结果表明,K3Fe(CN)6在厚膜Ag/AgCl/1.0 mol/L NaCl参比电极上的式电位与商业Ag/AgCl/3.0 mol/L NaCl参比电极相差0.067 V;参比电极放置1个月后,测量电位未发生明显变化。利用扫描电化学显微镜对工作电极表面平整度进行考察,结果表明工作电极表面具有较好的平整度。通过测量H2SO4还原峰面积评价了工作电极电化学面积的批内、批间一致性;通过K3Fe(CN)6在电极上的Ipa/Ipc比值评价了工作电极电化学特性的批内、批间一致性。结果表明,阵列电极面积和电化学特性具有良好的批内和批间一致性。对集成化金膜阵列电极系统的研究结果表明,聚乙烯不干胶掩膜版法结合金属溅射沉积技术制作的阵列电极能够满足电化学电极的要求,可作为电化学生物传感器的基础电极。     

硼掺杂金刚石薄膜电极上二氯酚的电化学阻抗谱研究

以2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,6-二氯酚(2,6-DCP)为模型污染物,采用循环伏安法和电化学阻抗谱研究了硼掺杂金刚石(BDD)电极上2种氯酚的电催化氧化过程.结果表明,2,4-DCP和2,6-DCP的氧化电位分别为1.55和1.62 V.等效电路拟合结果表明,当极化电位由开路电位提高至1.5 V时,2种氯酚的电荷转移电阻均有明显下降,反应控制步骤为扩散控制步骤.与2,6-DCP相比,2,4-DCP在BDD电极上更容易发生直接电化学氧化.     

掺硼金刚石电极的再生性清洗方法研究

掺硼金刚石电极(BDD)是一种化学和电化学稳定性高、不易吸附污染物的电极.但是多次重复检测较高浓度神经递质如多巴胺、羟色胺后,产生了电极污染.特别是经过表面改性的电极,其表面吸附物难以简单去除.以Fe(CN)3-/4-氧化还原对为探针,通过二次水、乙醇、异丙醇等不同液体超声清洗,发现异丙醇是较好的清洗剂.未改性电极表面...     

嵌入式超薄化学修饰碳糊电极及抗坏血酸的电化学行为研究

以镍铬合金为基体,在其表面构建了嵌入式超薄邻啡口罗啉修饰碳糊电极,以扫描电镜表征电极形貌、电化学技术研究电极的电化学性质。该电极对抗坏血酸(AA)有灵敏的响应,在pH 2.0的B.R.缓冲溶液中,AA的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-7~1.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为6.0×10-8mol/L。该电极可用于AA的电化学测量。     

应用镍超微电极的电化学表面增强拉曼光谱技术研究

镍(Ni)电极在电化学中应用广泛.原位表征Ni电极表面的吸附物种有益于帮助理解电极反应历程、指导发展高效电催化剂.应用超微电极作为工作电极的电化学表面增强拉曼光谱技术结合了超微电极表面的传质特性和分子水平的高灵敏度表征,是研究Ni电化学的有力手段.本文所述的研究工作通过在金(Au)超微电极表面电吸附具有SERS活性的A...     

中空核壳结构Ni1.2Co0.8P@N-C钠离子电池负极材料的制备及拉曼研究

本文设计制备了一种新型的氮掺杂碳包覆镍钴双金属磷化物中空核壳结构纳米立方体(Ni_1.2Co_0.8P@N-C)作为钠离子电池负极材料. 该材料以镍钴类普鲁士蓝(PBA)纳米粒子为模板,先后经水热法、磷化法和高温碳化处理后合成. 将其作为活性材料应用在钠离子电池中,该材料展现出优异的循环稳定性,当以100 mA·g^-1的电流密度循环至200圈时,该材料的库仑效率保持在99.3%. 进一步通过对不同电位下Ni_1.2Co_0.8P@N-C材料中的氮掺杂碳进行原位拉曼光谱测试,结果显示钠离子在氮掺杂的碳壳中的脱嵌行为具有较大程度的可逆性,研究结果对钠离子电池充放电过程的后续电化学研究提供了有价值的信息.     

Electron transfer of quinone self-assembled monolayers on a gold electrode

Dialkyl disulfide-linked naphthoquinone, (NQ-C_n-S)₂, and anthraquinone, (AQ-C_n-S)₂, derivatives with different spacer alkyl chains (C_n: n = 2, 6, 12) were synthesized and these quinone derivatives were self-assembled on a gold electrode. The formation of self-assembled monolayers (SAMs) of these derivatives on a gold electrode was confirmed by infrared reflection-absorption spectroscopy (IR-RAS). Electron transfer between the derivatives and the gold electrode was studied by cyclic voltammetry. On the cyclic voltammogram a reversible redox reaction between quinone (Q) and hydroquinone (QH₂) was clearly observed under an aqueous condition. The formal potentials for NQ and AQ derivatives were −0.48 and −0.58 V, respectively, that did not depend on the spacer length. The oxidation and reduction peak currents were strongly dependent on the spacer alkyl chain length. The redox behavior of quinone derivatives depended on the pH condition of the buffer solution. The pH dependence was in agreement with a theoretical value of E_1/2 (mV) = E′ − 59pH for 2H⁺/2e⁻ process in the pH range 3–11. In the range higher than pH 11, the value was estimated with E_1/2 (mV) = E′ − 30pH , which may correspond to H⁺/2e⁻ process. The tunneling barrier coefficients (β) for NQ and AQ SAMs were determined to be 0.12 and 0.73 per methylene group (CH₂), respectively. Comparison of the structures and the alkyl chain length of quinones derivatives on these electron transfers on the electrode is made.     

Direct electrocatalytic reduction of p-nitrophenol at room temperature ionic liquid modified electrode

Direct electrochemical reduction ofp-nitrophenol （PNP） was investigated on a room temperature ionic liquid N-butylpyridinium hexafluorophosphate （BPPF6） modified carbon paste electrode （CILE）. The cathodic peak potential was positively shifted and the peak currents were increased compared to that obtained on traditional carbon paste electrode （CPE）. The results indicated that the presence of ionic liquid BPPF6 on the electrode surface showed excellent catalytic ability to the electrochemical reduction of PNP. The electrochemical behaviors of PNP on the CILE were investigated by cyclic voltammetry and the conditions such as the scan rate, the buffer pH, the substrate concentration were optimized. The electrochemical parameters were further calculated with the results of the electron transfer number （n）, the charge-transfer coefficient （α） and the surface concentration （Гr） as 1.76, 0.37 and 2.47 × 10^-9 mol/cm^2, respectively, for the selected reductive peak. The results indicated that PNP showed an irreversible adsorption-controlled electrode process on the CILE.     

锂钠合金的原位电化学制备及“锂+钠”共储特性

锂钠合金相较于单一锂或者单一钠具有更优异的性能,以钠金属为正极、锂金属为负极,以LiPF₆、NaClO₄以及锂钠混合离子电解液作为电解液,组装成纽扣电池,在梯度电流密度下进行充放电,成功实现了锂钠合金的原位电化学制备。得益于锂、钠双电化学活性离子的协同效应,不同钠含量的锂钠合金为负极的锂钠混合离子电容器均呈现良好的电化学性能。尤其是低钠量的锂钠合金负极,添加NaClO₄电解液时,活化的柠檬酸钾衍生碳(SCDC-活化)正极在1 A/g电流密度下循环300圈时仍能保持238 mA·h/g的比容量和99%的容量保持率。高钠量的锂钠合金负极,添加锂钠混合离子电解液时,SCDC-活化呈现了319 mA·h/g的比容量,并在循环1040圈时仍能保持93 mA·h/g的高比容量和98%的容量保持率。     

磷化钼基催化剂的制备及其电解水中的应用

以十二胺插层的正交三氧化钼为前驱体,次磷酸钠分解产生的PH3作为磷源,在限域的空间内通过原位碳化磷化法,合成了"N掺杂MoP/石墨"复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、拉曼光谱分析(Raman)和比表面积测试法(BET)等手段对700、...     

Synthesis of optically active C2-symmetric ketones for the asymmetric epoxidation of prochiral olefins by dioxiranes generated in situ with Caroate as a peroxide source

The new optically active C₂-symmetric ketones 3a (from mannitol) and 3b (from TADDOL) were prepared and the in-situ-generated dioxiranes (with Caroate^TM as peroxide source) were shown to serve as effective oxidants for the asymmetric epoxidation (ee values up to 81%) of prochiral trans and trisubstituted olefins.     

Determination of copper and lead in schist by anodic stripping voltammetry

Samples were decomposed in HClO₄/HF mixture in a Teflon beaker to avoid electrochemical interference from platinum ions. The residue remaining after evaporation to dryness was taken up in nitric acid and examined by anodic stripping voltammetry. Both the hanging mercury drop electrode and the rotating glassy carbon electrode, mercury-plated in situ, were used with success. Copper at 120 ppm and lead at 40 ppm were determined with a relative standard deviation of 6%. The schist was the Nordic reference sample ASK-2.     

宏观均相多孔电极电化学阻抗谱基础

电化学阻抗谱可用于诊断多孔电极内电荷转移反应,即界面电荷集聚和电荷传导,以及反应物质输运。本文采用复相量方法,在同态假设条件下,重新推演多孔电极阻抗谱模型,厘清传统多孔电极阻抗谱模型中的模糊性表述。(1) 定义多孔电极表征输入参数,包括电极基体电子电导率σ₁ 、电解质离子电导率σ₂、界面电荷传递电导率g_ct、单位面积界面电容C、固相扩散系数D、速度常数k、电极厚度d、特征孔深L_p 和单位体积表面积S_c;(2) 解析阻抗谱特征输出参数,包括场扩散常数K,特征频率ω₀、ω₁、ω₂、ω₃和 ω_max,它们分别相关于界面传导反应、有限场扩散、氧化还原反应、孔内扩散和最小特征孔尺寸,以及分别对应于从传导到扩散和从扩散到饱和的转折频率f_k1 和f_k2;(3) 当参数X和Z同时变化时(X = σ₁和Z = d,S_c,L_p,C,g_ct,D,k),通过阻抗谱特征参数的演变规律,分析了电荷转移反应中X和Ζ参数耦合竞争;(4)为深入分析电荷转移反应中参数X和Z的耦合竞争,引入了分叉频率f_XZ和f_ZX 。f_XZ和f_ZX所处位置可以用于表征参数X和Z影响电荷转移反应的深度和广度。当分叉频率f_XZ和f_ZX不存在时,表明电荷转移反应中参数X和Z在全频率范围内存在耦合竞争。总之,借助于特征频率和分叉频率,本文一方面研究了动力学参数和微观结构参数对多孔电极中电荷转移反应的影响,另一方面分析谱图的变化及其背后的阻抗谱特征演化规律。本文研究结果可为阻抗谱的系统仿真和辨识提供理论基础,可为多孔电极内电荷转移反应的竞争分析提供技术支撑,还可为电化学储能系统的优化设计提供诊断工具。     

单离子聚合物快离子导体

具有高锂离子迁移数和良好可加工性能的锂快离子导体对于全固态电池的发展非常重要。然而,现有的锂快离子导体主要限制于硬质陶瓷,目前尚无柔性聚合物类型的锂快离子导体被报道。在这个工作中,我们报告了一种通过三种不同有机单体的自由基聚合反应形成的三元无规共聚单离子快离子导体(SISC)。该SISC中包含丰富的锂离子传输位点和具有阴离子锚定功能的阴离子受体。此外,三种不同单体的共聚反应带来低结晶度和低玻璃化转变温度(T_g),有利于链段运动,从而获得小的锂离子传输的活化能(E_a)。电化学测试结果表明,该SISC的室温离子电导率和锂离子迁移数分别达到1.29 mS∙cm⁻¹和0.94。将SISC与锂金属负极和多种正极(包括LiFePO₄、LiCoO₂和硫化聚丙烯腈(SPAN))原位聚合,组装得到的全固态电池具有良好的电化学稳定性。其中,Li||LiFePO₄全固态电池表现出高达8C的倍率性能和良好的循环寿命(在0.5C倍率下稳定循环 > 700圈)。这项工作提供了一种新颖的聚合物基快离子导体设计理念,对于发展高性能全固态电池具有重要意义。