烟酸对酸性硫酸盐体系铜电沉积的影响

对溶液A: 0.8 mol•L－1硫酸铜,0.6 mol•L－1硫酸,5.0×10－5 mol•L－1氯离子,1.0×10－4 mol•L－1聚乙二醇的溶液,溶液B:在溶液A中加入2.0×10－2 mol•L－1烟酸,pH为0.5,运用循环伏安和计时安培法研究玻碳电极上铜的电沉积行为.结果表明,铜的电沉积过程经历了晶核形成过程,其电结晶按瞬时成核和三维生长方式进行.烟酸的加入对铜的电沉积具有阻化作用,但不改变铜的电结晶机理.沉积层的X射线衍射表明Cu为面心立方结构,在烟酸存在下沉积层出现(220)高择优取向,这可能是烟酸在Cu(220)晶面上发生强烈吸附作用的结果.     

铂电极上醋酸-醋酐溶液中Mn(III)/Mn(II)电对研究

平衡电极电势实验确定了25 ℃, 1.5 mol•L－1醋酸钾＋醋酸-醋酐(3:1体积比)溶液中Mn(III)/Mn(II)的条件电极电势为0.719 V（vs SCE）;采用电势扫描和旋转圆盘电极技术研究了醋酸-醋酐溶液中铂电极上Mn(III)/Mn(II)电对的阳极氧化动力学. 结果表明:Mn(II)阳极氧化成Mn(III)的电极反应控制步骤属电荷传递过程, 阳极传递系数β=0.347,交换电流密度i0=5.84×10－6 A•cm－2,阳极标准反应速率常数ka=1.35×10－8 m•s－1, Mn(II)和OAc－的反应级数均为一级.     

磷钼钨杂多酸-L-半胱氨酸自组装膜电极的电化学性质

磷钼钨杂多阴离子通过分子间静电作用吸附在L-半胱氨酸自组装单分子膜修饰金电极表面,制备了磷钼钨杂多酸-L-半胱氨酸自组装超分子膜电极,探讨了成膜条件.采用循环伏安(CV)、计时库仑(CC)、水平衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)表征了膜的组成及电化学性质.实验发现,该膜电极在1.0 mol•L－1H2SO4溶液中,于0.8～－0.2 V(υs SCE)间CV扫描出现3对稳定、可逆的氧化还原峰,计时库仑法计算了薄膜内的电子传递系数D为 2.64×10－7 cm2•s－1,初步探讨了膜电极的氧化还原性能.     

LSmn系列表面化学性质与胶束化作用

通过表面张力的测定, 研究了十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚(LSmn)系列表面活性剂LS36、LS45、LS54在溶液表面吸附和形成胶束的热力学函数随温度的变化. 给出了它们在水溶液中的二组分相图.结果表明, LS36、LS45、LS54的表面活性都较高. 在25～50 ℃范围内, 临界胶束浓度(cmc)和平衡表面张力分别在4.44×10－6～17.3×10－6 mol•L－1和30.1～33.5 mN•m－1之间, 表面吸附和形成胶束的自由能分别在－40.0～－49.5 kJ•mol－1和－27.2～－33.1 kJ•mol－1之间.不论是在溶液表面吸附还是形成胶束均为熵驱动过程.其中LS36由于含具有亲水能力较强的聚氧乙烯基团(EO)成分较低, 因此不论其浊点还是其表面吸附和形成胶束的热力学函数均与LS45、LS54具有较大差异.     

碳基针孔组合微电极的性能测试与理论验证

在涂敷绝缘漆的碳电极上，用针尖刺穿绝缘膜，形成组合微盘电极.在铁氰化钾与亚铁氰化钾溶液体系测得电极的循环伏安曲线与理论计算曲线十分吻合.阶梯扫描伏安法测得的极限扩散电流，与亚铁氰化钾浓度和扫描速率平方根都成良好的线性关系.在氯化钾支持电解质溶液中，测得Cd(Ⅱ)的循环伏安曲线是不可逆的， Cd(Ⅱ)的还原波峰电位在－0.98 V（相对于饱和甘汞电极）附近； 800 mV•s－1阶梯扫描速率下，在2.55×10－5 ～1.28×10－4 mol•dm－3浓度范围内， Cd(Ⅱ)的浓度与还原波峰电流成良好的线性关系.     

异烟酸在碱性溶液中金电极上的现场表面增强振动光谱研究

应用表面增强红外吸收光谱法、循环伏安法和微分电容法研究了0.1 mol•L^－1 KClO₄和0.1 mol•L^－1 KCl碱性化溶液(pH 10)中, 异烟酸(INA)在Au电极表面的吸附取向和结构. 结果表明: －0.5～0.2 V (vs. SCE)间INA阴离子(INA^－)通过其羧酸根上的两个氧原子垂直吸附在Au电极表面; 特性吸附Cl^－对上述吸附结构无实质影响. 进一步的表面增强拉曼光谱的测试表明即使在－0.8～－0.5 V, 极少量吸附的INA^－很可能仍维持上述基本构型.     

二甲基甲酰胺中Y-Mg-Co合金膜的电化学制备

研究了二甲基甲酰胺（DMF）中Y(Ⅲ) 和Mg(Ⅱ) 及Co(Ⅱ)在Pt电极上的电化学行为.结果表明,Y(Ⅲ)、Mg(Ⅱ)及Co(Ⅱ)在Pt电极上一步不可逆还原为Y(0)、Co(0)和Mg(0).在301 K时,利用循环伏安法分别测定出Mg(ClO4)2-LiClO4-DMF中Mg(Ⅱ)的扩散系数和传递系数为2.95×10－6 cm2•s－1和0.11；CoCl2-LiClO4-DMF中Co(Ⅱ)的扩散系数和传递系数为1.34×10－5 cm2•s－1和0.24；Y(NO3)3-LiClO4-DMF中Y(Ⅲ)的扩散系数和传递系数为1.68×10－5 cm2•s－1和0.10.在铜电极上于－1.50～－3.00 V(vs SCE)下恒电位电沉积,得到黑色、光滑致密、粘附性好的Y-Mg-Co合金膜,其中Y含量为3.88％～58.66％;Mg含量为4.51％～17.52％.     

抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应速率常数的测定

为评价抗氧剂的抗氧化能力, 测定了抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中与氧反应的速率常数. 在溶液中连续通入足量的氧气, 维持溶解氧浓度恒定. 用碘量法测定亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中不同时刻的浓度, 用氧电极测定溶液中溶解氧的浓度, 作出亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠的降解曲线, 计算亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应速率常数. 结果表明, 亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中与氧的反应均为零级反应. 由于在溶液中这三种抗氧剂存在解离平衡, 当溶液的pH值相同时这三种抗氧剂实质上是一样的, 其平均表观反应速率常数在25 ℃温度和pH 6.8, 4.0及9.2条件下分别为(1.34±0.03)×10^－3, (1.20±0.02)×10^－3和(6.58±0.02)×10^－3 mol•L^－1•h^－1.     

Fe(III)与2,3-二羟基苯磺酸钠配位反应的动力学研究

[H⁺]在0.01～0.70 mol•L^－1范围内, 离子强度为1.00 mol•L^－1, [Fe(III)]>>[配体]、[H⁺]>>[配体]的条件下, 研究了Fe(III)与2,3-二羟基苯磺酸钠(Tiron)的配位反应. 发现当[H⁺]≤3.00×10^－2 mol•L^－1时, [Fe(III)]²对反应速率有明显的贡献. 求得了相关反应的动力学参数, 从而揭示了FeOH²⁺和与Tiron配位的解离反应途径及的缔合反应机制, 并提出了该配位反应的可能机理.     

多色蓝在核酸分子上的Langmuir聚集吸附

用微相吸附-光谱修正（MPASC）新技术研究核酸与多色蓝(PCB)探针分子间的相互作用，分析核酸分子内双静电膜的形成与Langmuir吸附的关联性.通过pH 7.24的介质核酸-PCB反应的光谱研究，测定了结合产物的物理化学参数：结合比1PCB:2DNA-PCB、1PCB:3RNA-PCB, 平衡常数KDNA-PCB=5.42×104， KRNA-PCB=2.82×104,摩尔吸收系数ε(DNA-PCB, 625 nm)=5.65×103（mo1－1•L ）•cm－1， ε(RNA-PCB, 625 nm)=3.85×103 （mol－1•L）•cm－1.结果表明， RNA分子仅形成约60％双螺旋结构链，核酸双螺旋每一周期的负静电沟最大聚集10个PCB分子.该吸附反应用于核酸样品测定，结果良好.     

甲酸解离吸附的动力学和时间分辨FTIR特征

 运用电化学暂态（电位阶跃）方法和时间分辨FTIR反射光谱研究甲酸在Pt电极上的解离吸附过程，揭示了这一表面分子过程的反应速率在－0．25至0．25VvsSCE区间呈火山形变化的规律，还测得在含10－3mol•L－1HCOOH的溶液中最大的初始解离速率（－0．06V时）为9.33×10－11mol•cm－2•s－1.     

阴离子特性吸附和Pt(111)电极表面结构对乙二醇解离吸附动力学的影响

运用电化学循环伏安和程序电位阶跃方法研究了阴离子特性吸附和Pt(111)电极表面结构对乙二醇解离吸附反应动力学的影响. 结果表明, 阴离子特性吸附显著影响乙二醇的解离吸附, 在高氯酸介质中(无特性吸附)测得乙二醇解离吸附反应的初始速率vi以及解离吸附物种(DA)的饱和覆盖度均明显大于硫酸溶液(发生SO2-4/HSO-4特性吸附)中的相应值; 其平均速率v随电极电位的变化呈类似火山型分布, 最大值位于0.22 V(vs SCE)附近. 还发现通过不同处理获得的Pt(111)电极的不同表面结构对这一表面过程也具有显著的影响.     

聚苯胺修饰超微盘电极上镉(Ⅱ)的表面络合吸附波

用直径7 μm的碳纤维组合成超微圆盘电极,以聚苯胺修饰电级.以阶梯扫描法、循环伏安法、双阶跃计时电量法和交流阻抗法等,研究了Cd2＋在该电极上的表面络合吸附特性和电极过程.在循环伏安图上出现两个还原峰,实验和理论都证明,由于电极表面的聚苯胺对Cd2＋的特性吸附,形成电活性的表面吸附态络合物.因此,这种表面络合物首先被还原,形成峰电位－0.90 V处的表面络合吸附波,还原峰电位比Cd2＋直接还原电位（－0.98 V）正移,循环反扫时,氧化波无峰形.根据实验数据推测了电极过程的反应机理,证实该还原波具有扩散和表面反应同时控制的表面络合吸附波的特性.理论计算与实验基本一致,并求得了表面吸附态配合物的形成常数、吸附量和表面络合反应的动力学参数.实验还证实,在峰电位－1.06 V 处的还原波,是Cd2＋的表面吸附还原态诱导而产生的催化氢波.     

Electrocatalytic properties of Pt(111), Pt(332), Pt(331) and Pt(110) single crystal electrodes towards ethylene glycol oxidation in sulphuric acid solutions

In the present paper four platinum single crystal electrodes, two basal planes of Pt(111) and Pt(110) and two stepped surfaces of Pt(332) and Pt(331), were prepared and used in the study of electro-oxidation of ethylene glycol (EG). All of these Pt single crystal electrodes belong to the [1 0] zone of crystallography, and exhibit on their surface (111) symmetry sites or certain combinations of terraces of (111) symmetry with steps of (111) symmetry type. It has been found that as a result of a favourable steric matching of surface sites the Pt(110) electrode manifested a higher activity both for EG dissociative adsorption and oxidation than that of the Pt(111) electrode. The stepped surfaces of Pt(332) and Pt(331) operated with certain combinations of characteristics of Pt(111) and Pt(110). The best electrocatalytic properties have been obtained with a Pt(331) electrode, and this is attributed both to the configuration of the atomic arrangement and to the stability of this surface.In summary, the above results show that the performance of a given Pt single crystal electrode in EG oxidation at a potential below 1.0 V may be evaluated by three factors.

1. (1) The ability to resist self-poisoning (AB) which describes the difficulty of EG dissociative adsorption on the electrode surface.

2. (2) The activity for EG oxidation (AC). In considering that the threshold potential for EG oxidation on all electrodes is at 0.3 V and that the self-poisoning is encountered in PGPS, the activity for EG oxidation may be reasonably characterized by the intensity of the peak current acquired in NGPS near 0.6 V, which corresponds to the maximum current of EG oxidation on an activated (non-poisoned) surface of the electrode.

3. (3) The stability of activity during potential cycling (SA) between 0.05 and 1.0 V, which describes the resistance to the decrease of intensity of the EG oxidation current during voltammetric cycling.

For the two basal planes studied, the AB and SA of Pt(111) are higher than those of Pt(110), but its AC is much lower than that of Pt(110). These differences are clearly related to the surface atomic arrangement of the two electrodes. As has been discussed above, the surface of Pt(111) is atomically smooth and stable during voltammetric cycling. The surface of Pt(110) presents, however, atomic steps and is reconstructed under experimental conditions, i.e. certain steric configurations are encountered on the Pt(110) surface. The high AC and the low AB may be assigned to a favourite stereographic matching during EG adsorption and oxidation on Pt(110).The two electrodes with stepped surfaces, Pt(332) and Pt(331), contain different densities of (110) sites, which are formed on the border between terrace and step, as shown in Fig. 8. The AB of these two electrodes has been observed at a moderate range between that of Pt(111) and the AB of Pt(110). With a majority of (111) sites on its surface, the electrode of Pt(332) operates at a relatively higher AC than Pt(111) does, and its SA is not as good as that of Pt(111) but is much better than the SA of a Pt(110) electrode. In all cases the highest AC and SA are obtained with a Pt(331) electrode. It may be seen from the profile of a (331) plane (shown by the cross-section of A-A in Fig. 8) that all atoms on the top of the surface participated in forming (110) sites, and the atom on the step has two functions — one is to form a (110) site with an atom located in the terrace of second layer and the other is to form a (111) site in the terrace of the same layer. It has been mentioned in the above discussions that the Pt(110) electrode keeps a higher AC due to favourite stereographic matching in EG adsorption and oxidation, but its SA is the worst, due to the instability of the surface. The highest AC and SA obtained with Pt(331) may be ascribed not only to the high density of (110) sites existing on the surface, but also to the stabilization of these (110) sites, and moreover, the synergy generated by the atomic arrangement of the Pt(331) surface may also contribute to the performance of the Pt(331) electrode.     

乙二醇在铂电极上吸附和氧化过程的现场FTIR反射光谱研究(Ⅰ)──酸性介质

运用循环伏安法和现场FTIR反射光谱研究了酸性介质中乙二醇在铂电极上的吸附和氧化行为,指出乙二醇电催化氧化是通过解离吸附产物和反应中间体双途径机理进行的。经FTIR反射光谱检测,解离吸附产物为CO,反应中间体主要有CH₂OH─COOH和HOOC─COOH等。本文还在分子水平上解释了铂电极上乙二醇吸附和氧化循环伏安特征的内在原因。     

Pt纳米粒子修饰的多孔硅电极的制备及其电催化性能

通过循环伏安法电沉积使直径约为7 nm的Pt纳米粒子均匀地分散于多孔硅表面, 拟用作微型质子交换膜燃料电池的催化电极. 与刷涂法相比较, 电沉积Pt纳米粒子的多孔硅电极(Pt/Si)呈现出高的Pt利用率和增强的电催化活性. 当Pt载量为0.38 mg•cm−2时, 其电化学活性比表面积高达148 cm2•mg−1, 是刷涂相近质量的纳米Pt/C催化剂的多孔硅电极Pt-C/Si的2倍多；该修饰电极对甲醇氧化也呈现了增强的催化性能和好的稳定性, 在0.5 V(vs SCE)极化1 h后电流密度为4.52 mA•cm−2, 而刷涂了相近Pt量的Pt-C/Si电极的电流密度只有0.36 mA•cm−2.     

铂电极上吸附芳香分子的表面增强红外光谱研究

应用衰减全反射表面增强红外吸收光谱法分别研究了0.1 mol•L^－1 HClO₄中对硝基苯甲酸(PNBA)和0.1 mol•L^－1 KClO₄中吡啶(Py)在铂电极上的吸脱附. 结果表明在较高电位下(0.3～0.7 V vs. SCE) PNBA是通过其羧基脱质子后羧酸根的两个氧原子等位吸附在Pt电极表面, 而随着电位的负移, 除PNBA逐步脱附外, 还呈现出单个氧原子吸附的谱学特征. 光谱强度与电位的关系表明PNBA在铂电极表面吸脱附的中间电位约为0.2 V vs. SCE. 吡啶的吸附主要是通过氮原子的孤对电子及脱氢后的α碳原子与Pt电极表面键合. 在较宽的电位区间(0.4～－0.4 V vs. SCE)吡啶的吸附方式和取向基本维持不变.