在碱性DMSO体系中酚红电还原机理研究

本文应用电化学方法、顺磁共振一电化学技术、光谱电化学三种方法洋细研究了酚红在碱性(四丁基氢氧化铵)二甲亚砜(DMSO)溶液中的电化学还原行为, 确定了中间产物自由基, 并拟定了该自由基的结构, 提出了后续化学反应的决定步骤为歧化反应的EC机理。     

硝基苯电化学还原过程的ESR研究

本文利用高灵敏度的ESR腔内电解装置,在广泛的pH值范围内“就地”研究了电化学还原中最初产生的硝基苯阴离子基(φ-NO_2~-·)在水-乙醇体系中的动力学行为。观察到了前人尚未观察到的硝基苯电化学还原过程的复杂的动力学行为。通过对不同pH值和不同浓度的硝基苯(φ-NO_2)溶液在不同电位还原下产生的φ-NO_2~-·行为的研究,提出了一个φ-NO_2电极还原过程的反应历程并用曲线拟合法推测了有关步骤的动力学参数。     

现场傅里叶变换-红外光谱及紫外-可见光谱电化学研究高氯酸四苯基卟啉合锰(Ⅲ)氧化还原机理

本文以现场透射傅里叶变换-红外光谱及紫外-可见光谱电化学方法,研究了高氯酸四苯基卟啉合锰(Ⅲ)在二氯乙烷溶液中电极氧化还原的机理,发现了红外及紫外—可见光谱电化学的证据,表明该锰(Ⅲ)卟啉的第一步还原反应的电子转移发生在金属中心上,生成锰(Ⅲ)卟啉,而第一步氧化反应是发生卟啉环上,生成锰(Ⅲ)卟啉环阳离子自由基。     

温度与碱浓度对FeO2-4/FeO-2体系电化学行为的影响

研究了影响Fe(OH)3进行酸式电离反应的因素,在多种浓度和温度条件下的NaOH浓溶液中采用SnO2-Sb2O3/Ti电极,研究FeO24-/FeO-2体系的电化学氧化还原反应参数及其变化趋势,结果证实该体系发生电化学氧化还原反应的最佳碱溶液浓度范围为12～14 mol/L,最佳温度范围为295～315 K.阐明了在实验条件下FeO24-/FeO-2氧化还原体系中存在由FeO:-/FeO-2构成的氧化还原电对,而FeO24-不直接与FeO-2构成氧化还原电对;并给出了FeO24-/FeO-2氧化还原体系的Latimer图.     

温度与碱浓度对FeO_4~(2-)/FeO_2~-体系电化学行为的影响

研究了影响Fe(OH)3进行酸式电离反应的因素,在多种浓度和温度条件下的NaOH浓溶液中采用SnO2-Sb2O3/Ti电极,研究FeO42-/FeO2-体系的电化学氧化还原反应参数及其变化趋势,结果证实该体系发生电化学氧化还原反应的最佳碱溶液浓度范围为12~14 mol/L,最佳温度范围为295~315 K.阐明了在实验条件下FeO42-/FeO2-氧化还原体系中存在由FeO43-/FeO2-构成的氧化还原电对,而FeO42-不直接与FeO2-构成氧化还原电对;并给出了FeO42-/FeO2-氧化还原体系的Latim er图.     

肉桂腈电化学还原反应机理

采用循环伏安法研究了肉桂腈在乙腈溶液中的电还原行为,其在-1.46和-2.0V处各存在一个还原峰.第一个峰处恒电位电解得到了线性、环化氢化二聚产物以及苯基戊二腈;第二个峰处电解得到了饱和二氢还原产物苯丙腈.结合循环伏安模拟判定了整个电还原的具体反应机理是肉桂腈通过电化学-电化学-化学-化学(EECC)反应机理生成苯丙腈,同时经历自由基-自由基(RR)过程得到线性和环化二聚产物,肉桂腈还可以与乙腈的共轭碱反应得到苯基戊二腈.最终通过循环伏安模拟求得相应反应的动力学常数,自由基-自由基耦合反应速率常数为104L·mol-.1s-1,第二个电子转移反应速率常数为0.3cm.s-1,其后质子化反应的速率常数为105s-1.     

醌类衍生物捕获CO2的红外光谱电化学研究

采用现场红外光谱电化学技术, 研究了2,6-二氯苯醌(DCBQ)和2,6-二甲氧基苯醌(DMOBQ)在乙腈溶液中对CO₂的电化学捕获过程. 结果表明, 2种醌类衍生物在乙腈溶液中的电化学循环伏安(CV)曲线呈现2对氧化还原峰, 遵循连续两步单电子过程. 加入CO₂后, 由于取代基亲电性的不同, 2种衍生物发生了不同的变化: DCBQ仍然呈现2对氧化还原峰, 但是第二对还原峰发生了正移动; 而DMOBQ的2对氧化还原峰变成1对峰. 根据现场红外光谱分析结果分别得到了DCBQ和DMOBQ电化学捕获CO₂过程的不同机理. DCBQ是二价阴离子发生化学变化的电化学-电化学-化学(EEC)机理, 而DMOBQ则是还原产物一价阴离子自由基参与化学变化的电化学-化学-电化学(ECE)机理. 进一步对CO₂捕获过程进行了定量分析, 得出2种反应的化学计量比均为1∶1.     

二苯胺与邻氨基酚共聚的原位紫外-可见光谱电化学研究

运用循环伏安法(CV)和原位紫外-可见光谱电化学法研究了二苯胺(DPA)和邻氨基酚(OAP)在4mol/L H2SO4中单独聚合及二者共聚的电化学过程。DPA和OAP单独聚合及二者共聚时不同的电化学行为表明DPA和OAP之间发生了共聚作用。原位紫外-可见光谱研究表明,在DPA与OAP的共聚过程中,DPA与OAP首先被氧化生成阳离子自由基,然后,两者的阳离子自由基与溶液中的DPA和OAP单体或其自由基发生交互反应产生混合二聚物中间体,其吸收峰位于508 nm处。进一步研究发现,DPA和OAP的共聚过程与溶液中各单体的浓度比有关。     

邻氨基酚与邻苯二胺共聚的原位紫外-可见光谱电化学研究

运用循环伏安法(CV)和原位紫外-可见光谱电化学法分别研究了邻氨基酚(OAP)和邻苯二胺(OPD)在1 mol/L HCl溶液中单独聚合及二者共聚的电化学过程。OAP和OPD单独聚合及二者共聚时呈现出的不同电化学行为表明OAP和OPD发生了共聚反应。原位紫外-可见光谱研究表明,在共聚过程中,OAP和OPD首先分别被氧化生成其相应的阳离子自由基,然后,OAP和OPD的阳离子自由基与溶液中的OPD和OAP单体或其阳离子自由基发生交互反应生成类苯胺和类吩嗪结构的二聚物/低聚物中间体,生成的中间体继续发生耦合反应生成OAP和OPD的共聚物,呈现出两个波长分别位于477 nm和419 nm处的吸收峰。并用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)表征了共聚物的生成。进一步研究发现,OAP和OPD的共聚过程与溶液中OAP和OPD单体的浓度比有关。     

2-甲基萘醌在二甲基亚砜和乙腈中的电化学氧化还原机理研究

采用电化学技术和现场红外光谱技术研究了2-甲基萘醌(MQ)在二甲亚砜(DMSO)和乙腈溶剂中的电化学性质.当在0~-1.8 V电势范围进行循环伏安扫描时,MQ在不同溶剂中表现出不同的电化学行为.结合红外光谱循环伏吸收图(CVA)、导数循环伏吸图(DCVA)及变温电化学实验,推断MQ在DMSO中第一步被还原为阴离子自由基MQ~(·-),第二步被还原为二价阴离子MQ~(2-),该过程为连续的两步单电子转移过程;在乙腈溶剂中,MQ在发生电化学反应的同时发生二聚:第一步还原产物阴离子自由基与二价阴离子发生化学反应,且二聚体在后继的电化学过程中被还原.     

对硝基苯酚在质子惰性溶剂中的氧化还原机理

利用现场红外光谱电化学法、红外光谱循环伏吸法(CVA)和导数循环伏吸法(DCVA)研究了对硝基苯酚(PNP)在乙腈中的氧化还原机理,并结合B3LYP方法在6-311++G*水平上计算得出反应中自由基阴离子和二聚体可能的结构.通过循环伏安曲线(CV)和快速扫描红外光谱验证了在电化学还原过程中PNP在乙腈溶剂中发生较复杂的自质子化反应,并且PNP的电化学行为受其浓度的影响.当PNP浓度较高时,PNP在还原成自由基阴离子后发生自质子化作用,然后自由基阴离子与质子化产物得到电子发生二聚反应,随后PNP阴离子还原成二价阴离子;当PNP浓度较低时,电化学还原机理会发生改变,二聚现象消失,阴离子自由基继续还原.     

一氧化氮在肌红蛋白修饰电极上的电催化还原

本文研究了醋酸盐缓冲体系中NO2^-歧化产物NO在肌红蛋白修饰玻碳电极上的电催化还原反应, 其还原峰电位为-0.68V(vs. SCE)。文中考察了溶液酸度、亚硝酸根离子浓度等对修饰电极的电化学行为的影响, 并对一氧化氮在肌红蛋白修饰电极上的电催化还原机理进行了探讨。     

CoTPP电化学催化还原溴代环己烷的机理

以电化学循环伏安、现场ESR电化学以及现场薄层电化学方法研究了电生Co(Ⅰ)TPP与溴代环己烷的反应机制.在DMF中,Co(Ⅱ)/Co(Ⅰ)的氧化还原有明显的催化溴代环己烷还原的特征,反应现场有自由基生成.反应产物之一是Co-C键化合物,可以在-1.30V(SCE)一电子还原.当存在CH₂=CHCN时,生成另一种Co-C键化合物,该化合物在-1.10V(SCE)处一电子还原.证明溴代环己烷与Co(Ⅰ)TPP反应主要是经过形成烷基自由基的机制进行的.     

酞菁钴－表面活性剂薄膜修饰电极及其催化性能

将酞菁钴(CoPc)掺入阳离子表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)的氯仿溶液,并涂布于热解石墨电极表面,待氯仿挥发后即制得CoPc-DDAB薄膜电极。循环伏安实验表明,在KBr溶液中,该薄膜电极有一对良好且稳定的还原氧化峰,E_pc=-0.45V,E_pa=-0.24V(vs.SCE).探讨了该体系的电化学行为,估计了该体系的电化学参数。可将该薄膜电极用于催化卤代乙酸的电化学还原。     

聚苯胺对2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑氧化还原反应的电化学催化作用的循环伏安研究

研究了聚苯胺(PAn)膜电极在2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMcT)溶液中电化学处理或浸泡后的循环伏安(CV)曲线的变化规律.实验结果表明,PAn膜电极在DMcT溶液中进行电化学处理或浸泡过程可使DMcT进入PAn膜内部与PAn形成复合物.PAn对DMcT的电化学催化作用可能和二者之间形成的电子给体-受体复合物有关.该复合物的电化学氧化还原特性不同于PAn和DMcT,其氧化还原反应速率和可逆性均优于DMcT.     

酞菁镍-表面活性剂薄膜修饰电极及其催化性能的研究

将酞菁镍(NiPc)掺入阳离子表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)的氯仿溶液中,并涂布于热解石墨电极表面,待氯仿挥发后制得NiPc-DDAB薄膜电极。循环伏安实验表明,在KBr溶液中,该薄膜电极有两对良好且稳定的还原氧化峰,第一对峰的E_pc1=-0.64V,E_pa1=-0.60V(vs.SCE);第二对峰的E_pc2=-0.84V,E_pa2=-0.80V,本文着重探讨了第二对峰的电化学行为,估计了该体系的电化学参数如电子扩散系数De和非均相电极反应速率常数k^0'.该薄膜电极可用于催化各种卤代乙酸的电化学还原,用多种表面分析技术对该薄膜进行了表征。     

蒽醌/聚吡咯复合膜修饰电极的电化学行为和电催化活性

在水溶液中制备了掺杂蒽醌磺酸盐(AQS)的聚吡咯(PPy)/玻碳复合膜修饰电极,采用循环伏安法和旋转圆盘电极技术研究了该修饰电极在不同pH值溶液中的电化学行为以及在pH=5.5的磷酸盐缓冲溶液中对氧还原反应的电催化性能和动力学.结果表明,与裸玻碳电极相比,PPy膜的存在不仅降低了AQS的反应电位和峰电位差,而且增大了其氧化还原反应的峰电流,H2AQ/HAQ-氧化还原对的电离常数为9.5.AQS/PPy膜修饰电极上氧的还原主要是两电子还原为H2O2的不可逆过程,H2AQ对氧还原反应起主要催化作用,还原过程符合异相氧化还原催化机理.该修饰电极具有良好的电化学重现性.     

铁-三乙醇胺媒质中靛蓝的间接电化学还原

铁-三乙醇胺(Fe-TEA)可作为媒质用于间接电化学法还原靛蓝.本工作采用循环伏安法研究了靛蓝在Fe-TEA媒质中的电化学行为,比较了石墨、银、镍、不锈钢四种阴极材料的电催化性能,探讨了靛蓝间接电还原的机理.此外,还进行了一组L9(34)正交电解实验,通过正交实验分析了各因素对电流效率的影响.实验结果表明:在Fe(III)-TEA媒质中,以不锈钢网为阴极可实现靛蓝的间接电化学还原,最高电流效率可达44.7%.在实验所设计因素水平范围内,对电流效率影响最大的因素为Fe(III)-TEA媒质浓度.在靛蓝的间接电还原过程中存在一种靛蓝自由基,该自由基能起到靛蓝电还原的媒质作用,在一定实验条件下,该靛蓝自由基的媒质作用可以大于Fe(III)-TEA.     

一氧化氮在肌红蛋白修饰电极上的电催化还原

本文研究了醋酸盐缓冲体系中NO_2~-歧化产物NO在肌红蛋白修饰玻碳电极上的电催化还原反应,其还原峰电位为-0.68V(vs.SCE).文中考察了溶液酸度、亚硝酸根离子浓度等对修饰电极的电化学行为的影响,并对一氧化氮在肌红蛋白修饰电极上的电催化还原机理进行了探讨.     

温度与碱浓度对FeO4^2-/FeO2^-体系电化学行为的影响

研究了影响Fe（OH）3进行酸式电离反应的因素，在多种浓度和温度条件下的NaOH浓溶液中采用SnO2-Sb2O3／Ti电极，研究FeO4^2-/FeO2^-体系的电化学氧化还原反应参数及其变化趋势，结果证实该体系发生电化学氧化还原反应的最佳碱溶液浓度范围为12—14mol／L，最佳温度范围为295～315K．阐明了在实验条件下FeO4^2-/FeO2^-氧化还原体系中存在由FeO4^2-/FeO2^-构成的氧化还原电对，而FeO2不直接与FeO2构成氧化还原电对；并给出了FeO4^2-/FeO2^-氧化还原体系的Latimer图．