PMo12-PPY修饰的多孔阳极氧化铝膜电极的电化学交流阻抗研究

将磷钼杂多酸聚吡咯(PMo12-PPY)用电聚合法沉积在载有多孔阳极氧化铝(AAO)的玻碳电极表面(AGCE),制备了PMo12-PPY/AGCE纳米复合材料修饰电极,并通过循环伏安(CVs)、电化学阻抗谱(EIS)方法表征了PMo-PPY/AGCE和PMo-PPY/GCE的电化学性质及电极界面反应特征.结果表明,AAO膜使电极表面粗糙度降低,电子传输的能力增强,并使氧化还原反应速度加快.     

苯胺在酪氨酸功能化的玻碳电极表面的聚合及应用——推荐一个综合化学实验

用电化学氧化法将酪氨酸（Tyr）通过C—N键共价键合在玻碳电极（GCE）表面,制备Tyr单层分子功能化的GCE（Tyr/GCE）。用循环伏安法在Tyr/GCE表面对苯胺进行电化学聚合,制备掺杂态聚苯胺（PAN）修饰的GCE（PAN-Tyr/GCE）。由于Tyr对PAN的掺杂作用,使PAN在中性甚至碱性介质中仍有较好的电化学活性,拓宽了聚苯胺的应用范围。用X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱（IR）、紫外光谱（UV-Vis）及电化学方法对所得电极的结构和性能进行了表征。并研究了在中性介质中PAN-Tyr/GCE对抗坏血酸（AA）的电催化氧化。     

锂离子电池的电化学阻抗谱分析

电化学阻抗谱(EIS)是研究电极/电解质界面发生的电化学过程的最有力工具之一,广泛应用于研究锂离子在锂离子电池嵌合物电极活性材料中的嵌入和脱出过程。本文从分析嵌合物电极的EIS谱特征入手,探讨了电化学阻抗谱中各时间常数的归属问题,重点讨论了与锂离子嵌脱过程相关的动力学参数,如电荷传递电阻、活性材料的电子电阻、扩散以及锂离子扩散迁移通过固体电解质相界面膜(SEI膜)的电阻等,对电极极化电位和温度的依赖关系。     

电化学阻抗谱法测定固态聚合物电解质的本体电阻

采用电化学阻抗谱法,对阻抗谱中的聚合物电解质本体电阻（Rb）与膜厚（L）的关系和固体聚合物电解质/惰性电极间的界面阻抗随直流电压的变化趋势进行了研究.结果表明,阻抗谱中聚合物电解质本体电阻（Rb）含有一定的阻塞电极/聚合物电解质间的界面阻抗;由于界面双电层电容的变化,在直流电压0.15～3 V范围内,界面阻抗随电压的增大而减小.     

石墨烯修饰电极电化学阻抗法测量油脂的氧化诱导时间

分别采用滴涂法制备石墨烯(GR)-壳聚糖(CS)修饰玻碳电极(GR-CS/GCE),以及电沉积-还原氧化石墨烯(GO)修饰玻碳电极(rGO/GCE),并对修饰电极进行了电化学表征。结果表明,rGO/GCE比GR-CS/GCE及GCE有较小的电子转移阻抗和较大的表观活性面积。rGO/GCE电极的制备条件为GO悬浮液浓度1.0g/L、扫描速度20mV/s和电沉积30圈。优化了油脂阻抗测量条件,研究了油脂样品在rGO/GCE上的交流阻抗行为。根据rGO/GCE可以快速、准确地测量实际油脂样品(杏仁油)氧化过程中阻抗值及其变化,据此建立了一种简便、灵敏和准确测量油脂氧化诱导时间的电化学分析方法。     

尖晶石锂锰氧化物电极首次脱锂过程的EIS研究

研究了尖晶石锂锰氧化物电极首次脱锂过程中的电化学阻抗特征. 通过选取适当的等效电路拟合实验所得的电化学阻抗谱数据, 获得了首次脱锂过程中固体电解质相界面膜(SEI膜)的电阻、电容以及电荷传递电阻、双电层电容等随电极极化电位的变化规律.     

基于纳米ZnO/壳聚糖复合膜DNA电化学传感器用于HIV基因的免标记检测

以室温固相合成法制备纳米ZnO,通过壳聚糖(CHIT)的成膜效应将纳米ZnO固定在玻碳电极(GCE)表面,制得的ZnO/CHIT/GCE电极成为DNA固定和杂交的良好平台。DNA的固定和杂交通过电化学交流阻抗进行表征。以电化学交流阻抗免标记法检测目标DNA,固定于电极表面的DNA探针与目标DNA杂交后使电极表面的电子传递电阻增大,以此作为检测信号可以高灵敏度地测定目标DNA。电化学阻抗谱检测人类免疫缺陷病毒(HIV)基因片段的线性范围为2.0×10-11~2.0×10-6mol/L,检出限为2.0×10-12mol/L。     

镍钴双金属-卟啉有机框架复合纳米材料构建的无酶传感器检测多巴胺

以Ni、Co为金属节点,5,10,15,20-四（4-羧基苯基）卟啉（TCPP）为金属配体,合成了金属有机框架材料（MOFs）作催化材料,以还原氧化石墨烯（rGO）和乙炔黑（ACET）作信号放大材料,制备出一种灵敏度高、稳定性高、选择性好的无酶电化学传感器,用于检测多巴胺（DA）。通过一步水热法制成rGO-NiCoTCPP,再用滴涂法将其修饰在玻碳电极上,即得GCE/rGO-NiCoTCPP电极,最后将ACET滴涂在此电极上,得到GCE/rGO-NiCoTCPP/ACET电极。利用红外光谱、扫描电子显微镜和电化学阻抗对此电极进行了表征,并将不同修饰电极放在磷酸缓冲液中进行循环伏安表征。GCE/rGO-NiCoTCPP/ACET传感器对DA具有较宽线性范围（0.4 ~160 μmol/L）及较高的电流响应（检出限为0.198 μmol/L）,有望应用于实际样品中DA的检测。     

氯离子侵蚀下钢筋在混凝土中腐蚀行为的EIS研究

应用电化学阻抗谱（EIS）和氯离子探针技术，研究在氯化物侵蚀作用下混凝土中钢筋的腐蚀行为.结果表明，钢筋混凝土体系的阻抗谱中包含两个时间常数，分别对应于界面的双电层和钢筋表面的混凝土保护层.自行研制的氯离子探针可连续、无损地测量钢筋/混凝土界面的氯离子浓度.根据腐蚀反应电阻Rct、Warburg阻抗等元件参数和界面氯离子浓度的变化，讨论了混凝土中钢筋腐蚀发生、发展各阶段界面化学环境及钢筋腐蚀参数的变化规律.     

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。     

高镍正极材料(LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2)45°C循环失效机理研究

本文研究了高镍NCM811材料LiNi_0.83Co_0.12Mn_0.05O₂高温45 °C循环失效机理. 通过电化学交流阻抗谱（EIS）技术分析发现45 °C循环失效前后SEI膜阻抗（R_SEI）和电荷转移阻抗（R_ct）增长率最快,分别达到83.43%和211.34%. 采用XPS、TEM及FFT转换、XRD、XANES等手段分别分析了R_SEI和R_ct增长的主要影响因素. 其中,R_SEI增长因素主要包括部分有机SEI膜组分转化成碳酸锂等无机成分,同时反应生成的LiF富集在活性物质周围,SEI膜厚度增长,阻抗升高. R_ct增长因素主要包括晶体结构被破坏,层状晶相结构向尖晶石和岩盐相的转化,材料开裂,使电荷转移阻抗增加. 此外,对固相传质阻抗（R_w）影响因素也进行了分析,主要包括锂镍混排加剧,过渡金属元素溶出导致锂离子固相传质阻抗上升.     

多个时间常数线性体系恒电量响应的频谱分析

从线性条件出发,利用拉普拉斯变换及其逆运算推导多个时间常数体系在恒电量激励条件下线性响应暂态方程,并推导出恒电量激励下Rs(C₁(R₁(C₂(R₂(C₃R₃)))))电路模型的极化电位响应式. 通过线性响应方程的理论验证以及与实际腐蚀体系的EIS进行对比,结果表明：对恒电量瞬态响应进行频谱分析,可以促进恒电量测量结果与EIS进行更加细致的对比验证. 对含有多时间常数的电极过程,利用阻抗拟合软件进行局部拟合,可以确定初始值的设置,以避免时域的曲线拟合时出现多种结果的局面,大大地提高了恒电量瞬态响应数据解析的准确性.     

计时电流法测定Fe3+在离子液体BPBF4中的扩散系数

室温离子液体(简称离子液体)作为新型的反应介质和功能材料受到学术界和产业界的高度关注,正在迅速成为多学科交叉的前沿研究领域和具有良好应用前景的“绿色”高新技术,过渡金属化合物是许多重要反应的催化剂,过渡金属离子在室温离子液体中的性质是工业界关心的课题,有关过渡金属的离子液体的研究,     

Interfacial properties of precipitate-based ion-selective electrodes : Rotating disk impedance measurements of the Ag2S/Ag (aqueous) interface

Three-electrode rotating disk impedance measurements were made from 31.6 kHz to 0.0178 Hz on Ag₂S/Ag⁺ (aqueous) and Ag₂S/Ag systems. Membranes were prepared from materials precipitated in excess of silver or sulfide ions, and stoichiometric mixtures. Impedances were analyzed, as a function of rotation rate and bathing activities, to isolate bulk conductivities, internal diffusion, surface kinetic and dissolution/crystallization impedances. High-frequency bulk resistivities, R_∞, varied by four with precipitation and pressing conditions. Resistivities were the same for solution and ohmic configurations for each preparation. For ohmic contacts, R_∞ and R(DC) were identical. Solution contact cells in 10^-1 M and 10^-2 M bathing silver ion solution gave identical frequency-dependent impedances which were independent of rotation rate. Thus, solution diffusional impedances and solution dependent surface kinetics were eliminated, and a finite Warburg, interior-Ag⁺-defect, diffusion impedance was indicated. Summation of bulk membrane and contact resistances, and this Warburg impedance served as a 'background' correction in analyzing dilute bathing solution interfacial impedances for surface effects. Corrected impedances in 10^-3 –10^-5 M AgNO₃ showed solution diffusional behaviour combined with surface kinetic and dissolution impedances. An iterative linear least-squares method resolved these quantities. The surface resistance suggests a potential-dependent rate constant; dissolution time constants were solution-independent and smaller than those for solution diffusion. Thus, dissolution can be a rate-limiting step in establishment of steady-state potentials.     

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。     

二氧化铅电极上氧发生反应的交流阻抗研究

测定了二氧化铅电极上氧发生反应的交流阻抗。用曲线拟合法解析组抗谱,求得了反应电阻R_t、吸附电阻R_a、双层电容C_d、吸附电容C_a的值。认为(OH)吸+H₂O→(O)吸+H₃O⁺+e^-是氧发生反应的控制步骤。讨论了C_d、C_a与OH^-离子浓度变化的关系。     

Surface forces in foam films from DPPC and lung surfactant phospholipid fraction

Surface properties of foam films formed from aqueous dispersions of dipalmitoyl-phosphatidylcholine (DPPC) and from solutions of a phospholipid fraction of lung surfactant (TPL) are studied employing the foam film method. Experiments are carried out within a wide range of NaCl concentrations (C_el) and the ranges of C_el determining formation of common films (CF), common black films (CBF) and bilayer Newton black films (NBF) are found. The thickness (h) of the CF and CBF decreases with the increase of C_el until the critical electrolyte concentrations (C_{el, cr}) is reached. The determined C_{el, cr} that characterize the transition to NBF show that C_{el, cr} of the TPL films is an order of magnitude higher than that of the DPPC films. The measured h of the TPL films is higher than that of the DPPC films in the whole C_el range. Besides, only the h(C_el) curve of the DPPC films outlines a metastable C_el range where both CF and NBF are obtained. Both the h(C_el) curves and the direct measurements of the disjoining pressure isotherms of the DPPC films (Π(h) isotherms) demonstrate the role of electrostatic repulsive forces for the stability of the phospholipid films The obtained results are compared with the DLVO theory equations and the evaluated potentials of the diffuse electric layer φ₀  20 mV for the DPPC films and φ₀  100 mV for TPL films show the strong effect of the charged phospholipids in the TPL mixture on the electric properties at the film interfaces.     

室温下快速合成超小Fe3+掺杂BiF3纳米粒子

室温下快速合成了Fe³⁺掺杂的BiF₃超小纳米粒子,只需要反应1 min,较小的Fe³⁺离子即可替代BiF₃晶格中较大的Bi³⁺离子.随着Fe³⁺掺杂量的增加,BiF₃：Fe³⁺纳米粒子的粒径不断减小,当Fe³⁺的掺杂量达到0.119时,可以得到尺寸约为6.9 nm的Fe³⁺掺杂BiF₃超小纳米粒子.此外,Fe³⁺离子的掺杂使BiF₃：Fe³⁺-x样品的能带结构发生了显著变化.制备的Fe³⁺掺杂BiF₃超小纳米粒子在光催化剂和荧光材料方面具有潜在的应用价值.     

水蒸汽浴FeS2高效Fenton降解甲草胺(英文)

由于硫化铁在自然环境中的丰富性,其生成活性氧和降解各种有机污染物的类Fenton活性已被广泛研究。然而,由于表面含铁活性位点的暴露有限,它们的类Fenton活性通常不高。在本研究中,以黄铁矿(FeS₂)为例,基于水蒸汽对FeS₂的热处理,开发了一种提高硫化铁矿物Fenton活性的新策略,研究发现经水蒸汽热处理后的FeS₂ (Heat-FeS₂)对甲草胺(ACL)的非均相Fenton活性比由水热反应制备的母体FeS₂ (Fresh-FeS₂)更高。在初始pH为6.3时,Heat-FeS₂-Fenton体系对ACL的降解速率为0.48 min^-1,约为Fresh-FeS₂-Fentton体系的23倍。电子自旋共振分析和苯甲酸探针实验证实,与Fresh-FeS₂-Fenton体系相比,在Heat-FeS₂-Fenton体系中产生更多的羟基自由基(·OH)...     

Factorial analysis of a chemiluminescence system for bromate detection in water

A chemiluminescent flow system for bromate detection, based on the reaction of bromate with sulphite in acid medium and using the steroid hydrocortisone as sensitiser, was studied. A factorial analysis strategy for the study of the effect on the system response of the experimental factors, flow rates of two pumps (Q₁ — acid sulphite plus hydrocortisone aqueous solution; Q₂ — carrier, water), sample injection volume (V_L), reactor volume (V_R), sulphite concentration (C_S), hydrocortisone concentration (C_H) and acid concentration (C_A), was used. Screening analysis of the system performance was made using Plackett Burman designs. The system optimisation procedure was achieved by three levels three factors full factorial designs. V_L and C_H are the most significant factors — a quadratic C_H term was also observed to be significant. The optimised system responded linearly (logarithm of the detector signal as function of the logarithm of the bromate concentration) in the concentration range between 3.6×10⁻⁷ and 5.0×10⁻⁴ M with a limit of detection of about 8.0×10⁻⁸ M (about 10 microg/l). An analysis of some interfering ions was made and it was suggested that bromide and chloride begin to quench chemiluminescence when they are in a 10-fold excess relatively to bromate concentration.