γ-二氧化锰/K3[Fe(CN)6]溶液界面的电子转移反转区

Marcus电子转移理论的主要成果之一是预言了电子转移反应反转区的存在.从实验上 验证Marcus反转区仍是一个热点问题.通过对γ-MnO2/K3[Fe(CN)6]溶液界面平带电位、极 化曲线的测量,计算了在极化条件下,γ-MnO2导带的电子直接转移到溶液中氧化态物种[F e(CN)6]3-空电子能级上的速率常数ket,logket对外加电位作图,观察到了Marcus反转区. 从理论上也论证了在半导体/溶液界面上的直接电子转移反转区的存在.     

γ-二氧化锰电极/溶液界面电子转移动力学

以 [Fe( CN) 6]3- 为受体 ,用大范围分析法 ( global analysis)研究了 γ-二氧化锰电极 /溶液界面的电子转移反应。结果表明 :二氧化锰电极的电子转移速率常数随过电位的变化关系较复杂 ,出现两个反转区 ,与经典的 Marcus电子转移理论不相符合。但 Yuri G.Boroda等人对半导体电极 /溶液界面提出的模型能够很好地解释本文的实验结果 ,表明其电子转移反应是分两步进行的。     

trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)]^2^+/Fe(Ⅱ)间电子转移反应动力学及机理研究

合成了新型Co(Ⅲ)配合物trans-[(en)_2(NO_2)Co(O_2CC_5H_5N)](ClO_4)_2,并通过紫外可见光谱、红外光谱、元素分析和X射线单晶衍射分析进行了表征.同时分别以[Fe(CN)_6]~(4-)和[Fe(CN)_5(H_2O)]~(3-)作为还原剂,考察了该配合物被还原的反应动力学行为.结果表明两反应体系分别按外配位界机理和内配位界机理进行电子传递.在25℃,I=0.5mol·L~(-1),trans-[(en)_2(NO_2)Co(O_2CC_5H_5N)]~(2 )/[Fe(CN)_6]~(4-)反应体系的前驱配合物离子对形成常数Q_(ip)=29mol~(-1)·L,电子转移速率常数k_(et)=2.4×10~(-4)s~(-1),电子转移过程的活化焓△H_(et)~≠和活化熵△S_(et)~≠分别为1.2×10~2KJ·mol~(-1)和5.0×10~2J·mol~(-1)·K~(-1)在40℃,pH=8.0,I=0.1mol·L~(-1),trans-[(en)_2(NO_2)Co(O_2CC_5H_4N)]~(2 )/[Fe(CN)_5(H_2O)]~(3-)反应体系前驱双核配合物分子内电子转移速率常数为7.0×10~(-5)s~(-1).最后讨论了分子轨道对称性,两金属中心氧化还原电势差等因素对电子转移速率的影响.     

应用扫描电化学显微镜研究极化液/液界面上的电子转移反应

将含有氧化还原电对的水溶液滴涂在铂盘电极表面, 然后将该电极插入到1,2-二氯乙烷溶液中, 形成稳定的油/水界面. 液滴中的K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6氧化还原电对既可以作为水相中的参比电对参与控制液/液界面上的电势差, 同时又可以作为水相的电子授受体参与界面上的电子转移反应. 结合扫描电化学显微镜电化学系统的特点, 利用其双恒电位仪分别控制界面电势差和现场扫描的优点, 通过扫描电化学显微镜的渐进曲线得到了不同界面电势差控制的电子转移反应速率常数. 实验结果表明, 应用此方法获得的液/液界面可以被外加电位极化, 在一定的电势差范围内, 反应速率常数与界面电势差的关系遵守Butler-Volmer公式.     

薄层循环伏安法研究硝基苯/水界面上离子诱导的电子转移反应

应用薄层循环伏安法研究了硝基苯/水两相界面间,且有共同离子四丁基铵TBA+存在于两相中,在有机相中的四氰化二甲基苯醌(TCNQ)与水相中的K4Fe(CN)6之间发生的反向电子转移反应。在直径为0.64cm的裂解石墨电极上用2μL硝基苯溶液使之自然扩散在电极表面形成薄层的有机相,并以此作为工作电极。对电极为铂丝(0.5mm),参比电极为Ag/AgCl电极,均置于总体积为2mL的水相中。由于共同离子TBA+的诱导,在硝基苯/水界面间,在已氧化的TCNQ+阳离子(在有机相中)与[Fe(CN)6]4-阴离子(在水相中)之间发生了反向电子转移反应。试验证明:在一定条件下,通过改变两相中共同离子的浓度,可使一些不能发生的两相界面的电子转移反应得以发生;这类电子转移反应系受界面电位差所控制。此外,还测得了在恒定的共同离子浓度比值的条件下,此两相界面电子转移反应的表观速率常数(k)为0.135cm.s-1.mol-1。     

普鲁士蓝薄膜的电积法制备及其化学组成

在金属和石墨基底电极上用恒电位沉积法制备出普鲁士蓝(PB)薄膜,研究了影响膜生长的多种因素;观察到PB膜的电化学活性。用红外光谱及电子能谱对膜的化学组成作了分析,结果表明,最初制备的膜为不溶性PB:Fe_4[Fe(CN)_6]_3,在含K~+的电解质溶液中经电化学反应后膜部分转变为可溶性PB:KFeFe(CN)_6,由此确定了PB膜的电化学反应式。     

应用扫描电化学显微镜研究电子在室温离子液体与1,2-二氯乙烷混合溶液/水相界面上的转移反应

应用扫描电化学显微镜研究了室温离子液体(Omim·Tf2N)与1,2-二氯乙烷(DCE)混合溶液/水界面上的电子转移反应. 在保持共同离子(Tf2N-)的浓度比恒定及异相电子转移反应由界面电势差所决定的条件下, 研究了离子液体和DCE混合溶液中二茂铁(Fc)与水相中亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]之间异相电子转移反应. 探讨了混合溶液中离子液体的体积分数(xRTIL)的变化对混合溶液/水界面上电子转移反应的影响. 结果表明, 随着xRTIL的减小(从1减小到0.1), Fc在混合溶液中的扩散系数单调递增(从2.730×10-7 cm2·s-1增加到9.131×10-6 cm2·s-1); 而异相电子转移反应速率常数(k)则先逐渐减小(从8.0 mol-1·cm·s-1减小到0.32 mol-1·cm·s-1), 之后又略有增大(从0.32 mol-1·cm·s-1增大到0.48 mol-1·cm·s-1). 对这种现象可能的原因进行了较详细探讨.     

荧光性自组装双层膜的制备及其性能研究

借助Au-S化学键的作用,在金基底上组装DL-半胱氨酸,利用DL-半胱氨酸与1-萘胺乙酸(NAA)的静电吸引作用在金表面间接组装荧光试剂NAA,从而构建了双层自组装膜NAA/Cys/Au.该自组装膜有较强的荧光信号,能被Cu²⁺猝灭,并具有较好的可逆再生性能,可用于超痕量铜离子的界面荧光测定,对Cu²⁺的检出下限为7.87×10^-11mol/L.同时采用电化学、荧光光谱及电子能谱等方法表征自组装膜的结构,并采用电化学阻抗谱技术和循环伏安法研究自组装膜在K₃[Fe(CN)₆]/K₄[Fe(CN)₆]溶液中的电化学行为研究.结果表明,金表面组装的单层膜具有良好的“针孔”效应,组装上荧光试剂之后形成的无“针孔”缺陷的自组装双层膜对溶液与基底间的界面电子转移有强烈的阻碍作用.     

双铂极电流滴定法同时测定锌和镉

1.亚铁氰化钾的沉淀反应可用双铂极电流滴定法指示终点,外加电压以50毫伏为宜。 2.在1M盐酸溶液中,亚铁氰化钾可使锌定量的沉淀为Zn_3K_2[Fe(CN)_6]_2,而镉不干扰。在同一溶液中加入固体硫酸铵使浓度达0.9-1.2M,则可使镉定量的沉淀为Cd_5(NH_4)_6[Fe(CN)_6]_4。 3.根据以上实验结果,拟定锌镉共存时的同时测定方法,并应用於海绵镉的分析得到满意的结果。     

离子对的电子转移反应[Fe(CN)_6]~(4-)对顺式—三溴乙醇胺双乙二胺合钴(Ⅲ)的还原作用

本文通过一系列实验数据总结出下述规律:顺式—三溴乙醇胺双乙二胺合钴(Ⅲ)cis—[Co(etaH)(en)_2]Br_3与[Fe(CN)_6]~(4-)间外界电子转移反应的表观速度常数K_(ob(?)d),随溶液的pH值增大而增大,随离子强度I减小而增大和随介电常数D减小而增大。上述事实说明,配体加合质子作用、离子对水化作用和溶液静电效应。是被研究反应K_(ob(?)d)变化的主要原因。     

膜电阻对自组装膜修饰电极电化学行为的影响

应用循环伏安和交流阻抗技术研究了 16烷基硫醇自组装膜修饰的金电极在Fe(CN) 63 - /Fe(CN) 64 - 溶液中的电化学行为 .无“针孔”缺陷的自组装膜对溶液与基底间的界面电子转移具有强烈的阻碍作用 ,当过电位较大时 ,In(I/ η)对 η1/2 之间具有良好的线性关系 .通过对Au/SAM /Hg模拟体系的电流———电压曲线进行测定 ,得到了自组装膜膜电阻的特征 .指出由于膜电阻的存在 ,自组装膜修饰电极在Fe(CN) 63 - /Fe(CN) 64 - 溶液中的行为实质上反映了膜自身的电阻特征     

钴(Ⅲ)络合物氧化对苯二胺类化合物的动力学与机理的研究

本文通过监测氧化中间体半醌(S~+)的吸光度变化跟踪反应进程。用初始速率法处理得到了HAc-NaAc介质中Fe(CN)_6~(3-)(Ox′)催化[CO~Ⅲ(NH_3)_5Cl]~(2+)(Ox)氧化CD-4遵循下列动力学方程: d[S~+]/dt=k_(obs).[Ox′]~(0.90)[Ox]~(0.85)认为Fe(CN)_6~(3-)的再生过程是整个反应的决速步骤。估算了决速步的速率常数k(298K)、活化焓△H~(0≠)和活化熵分别为1.92dm~3·mol~(-1)s~(-1)、23.1kcal/mol和20.5cal/mol.K。以TEPPD代替CD-4、以Fe(CN)_6~(4-)代替Fe(CN)_6~(3-)的实验结果支持了所提出的再生机理的合理性。 实验也得到了[Co~Ⅲen_2Cl_2]~+直接氧化CD-4或TEPPD的动力学方程。测定了反应的活化能。认为PPD氧化为半醌是反应的决速步骤。[Co~Ⅲ(NH_3)_6]~(3+)、[Co~Ⅲ(NH_3)_5Cl]~(2+),[CoⅢen_3]~(3+)、[CoⅢen_2Cl_2]~+氧化PPD的实验结果表明,钴(Ⅲ)络合物的取代活性增加,氧化活性亦增加。     

以苯硼酸为识别物质的电化学阻抗糖传感器的制备

以苯硼酸为识别物质,利用巯基自组装法将半胱胺与4-甲酰基苯硼酸反应形成的Schiff’s碱固定于金电极表面,构建了检测葡萄糖、乳糖、甘露聚糖的电化学阻抗传感器。根据传感器结合糖前后电子转移阻抗值的变化(ΔR et),分别进行了葡萄糖、乳糖、甘露聚糖的分析测定。以pH 9.0的5 mmol/L K3[Fe(CN)6]-5 mmol/L K4[Fe(CN)6]平衡电对溶液作为检测溶液,ΔR et与葡萄糖的浓度在5.05×10#9~5.05×10#5mol/L之间呈良好的线性关系,检出限为9.7×10#10mol/L(S/N=3);ΔR et与乳糖的浓度在2.78×10#9~2.78×10#5mol/L之间呈良好的线性关系,检出限为8.1×10#10mol/L(S/N=3);ΔR et与甘露聚糖的浓度在4.35×10#9~4.35×10#5mol/L之间呈良好的线性关系,检出限为3.4×10#10mol/L(S/N=3)。该方法简单、灵敏、成本低,可用于不同种类糖的分析检测。     

金属-半导体催化剂的相互作用的研究—Pt/TiO2和Pt/ZnO界面结构变化对其化学行为的影响

为研究Pt-TiO_2和Pt-ZnO体系经过加温氢处理后其金属-半导体(金-半)界面性质的变化, 本工作以测量电流-电压曲线的方法检验金-半界面势垒。用动电位扫描的方法考察金-半电极在Fe(CN)_6~(4-)/Fe(CN)_6~(3-)溶液中的电化学行为。并通过Auger剖面分析证明加温氢处理可导致在金-半界面上形成一个扩散区, 说明界面扩散可能是金-半相互作用及其电学、电化学乃至催化性能发生重大变化的主要原因。     

金属-半导体催化剂的相互作用的研究—Pt/TiO_2和Pt/ZnO界面结构变化对其化学行为的影响

为研究Pt-TiO_2和Pt-ZnO体系经过加温氢处理后其金属-半导体(金-半)界面性质的变化,本工作以测量电流-电压曲线的方法检验金-半界面势垒。用动电位扫描的方法考察金-半电极在Fe(CN)_6~(4-)/Fe(CN)_6~(3-)溶液中的电化学行为。并通过Auger剖面分析证明加温氢处理可导致在金-半界面上形成一个扩散区,说明界面扩散可能是金-半相互作用及其电学、电化学乃至催化性能发生重大变化的主要原因。     

二茂铁衍生物L-B膜在CdSe/Fe(CN)_6~((3-)/(4-))界面的中介催化作用

测定了CdSe薄膜电极及硬脂酸二茂铁酯L—B膜修饰后在Fe(CN)_6~(3-/4-)溶液中于白光和650nm单色光下的阻抗行为。用计算机非线性曲线拟合求出了等效电路中的元件参数值。进一步计算了CaSe薄膜电极光氧化还原反应速度常数。结果表明,修饰在CdSe薄膜电极上的硬脂酸二茂铁酯L—B膜在光诱发的CdSe/Fe(CN)_6~(3-/4-)界面电荷转移中加速电荷的传递起中介催化作用。     

希夫碱配合物的研究——Ⅵ.K[Fe(acacen)(CN)_2]·2H_2O的合成及晶体结构

制备了K[Fe(acaccn)(CN)_2]·2H_2O,并测定了晶体结构.单胞中存在两种结构上不同的[Fc(acaccn)(CN)_2]~-,空间群为P3_1(＃144),晶胞参数为:a=b=11.873(3)(?),c=15.002(14)(?),V=2808(2)(?)~3,Z=6,D_c=1.44g/cm~3.     

光系统II杂化Z型水分解体系中产氢助催化剂上逆反应的抑制

光催化Z型水分解反应有望发展成为一种生产太阳氢能的有效方法.将具有优异水氧化性能的自然光系统Ⅱ与人工半导体产氢材料进行耦合,以构建生物-人工杂化光催化Z型水分解反应体系,对于深入理解自然光合作用原理和促进人工太阳能转化具有重要意义.由于Fe(CN)_6~(3-)可从光系统Ⅱ接受电子,因此氧化还原电对Fe(CN)_6~(3-/4-)成为研究光系统Ⅱ基杂化Z型水分解体系时常用的电子体递.然而,在该Z型水分解反应中,正向的产氢反应经常受到由Fe(CN)_6~(3-)引起的逆反应的阻碍,致使水分解过程中产氢产氧失衡,不能实现有效的全分解水反应.本文通过在光系统Ⅱ杂化Z型水分解体系中的人工光催化剂ZrO_2/TaON上沉积产氢助催化剂PtCrOx,有效抑制了逆反应的发生,从而使体系实现了全分解水反应.实验发现,在光催化剂ZrO_2/TaON上沉积金属Pt作为产氢助催化剂时,以Fe(CN)_6~(4-)为电子供体的光催化产氢半反应基本没有产氢活性,而当沉积氧化物PtCrO_x作为产氢助催化剂时,产氢半反应活性可提高至～35μmolh–1.进一步研究发现,这种产氢活性的差异主要是由于两种不同助催化剂对于Fe(CN)_6~(3-)引起的氢气氧化逆反应的催化行为不同.金属Pt表面对于氢气具有吸附和活化作用,光催化反应中产生的氢气和Fe(CN)_6~(3-)在Pt-ZrO_2/TaON催化作用下发生快速的氧化还原逆反应;而由于PtCrO_x表面对氢气的吸附和活化作用较弱,上述氢气氧化的逆反应在PtCrO_x-ZrO_2/TaON存在时不发生.此外,在产氢过程中,光生电子虽然迁移到助催化剂PtCrO_x上,但PtCrO_x中高氧化态的Pt~Ⅱ和Pt~Ⅳ并未被还原,因此使PtCrO_x-ZrO_2/TaON具有稳定的光催化产氢反应活性.基于PtCrO_x-ZrO_2/TaON在Fe(CN)_6~(4-)作为电子供体时有效的产氢半反应,我们以Fe(CN)_6~(3-/4–)作为电子递体,将光系统Ⅱ与PtCrOx-ZrO_2/TaON耦合构建了生物-人工杂化Z型全分解水体系,通过调节Fe(CN)_6~(3-)/4–的初始浓度,最终实现了杂化体系的全分解水反应,产氢和产氧活性分别为～20μmol H_2 h~(–1)和～10μmol O_2 h~(–1).这为理解和抑制以Fe(CN)_6~(3-)/4–作为电子递体的光系统Ⅱ-人工杂化Z型水分解体系中的逆反应提供了新的思路.     

A Study on Thermal Decomposition of K_3[Fe(CN)_6] and KFe[Fe(CN)_6] in Helium

K3 [Fe(CN)6] and KFe[Fe(CN)6] are classical coordination compounds. However, the mechanism of decomposition reactions has not been well expounded. The gas products of thermal decomposition were examined by gas chroma tography (GC) , and the structure of the solid products by Mossbauer spectroscopy(MS) and X-ray diffraction(XRD). The findings are explained in terms of the theory of coordination chemistry and a decomposition mechanism is proposed in this study. On the basis of various experimental results, the first stage of the decomposition of K3[Fe(CN)6] in He was found to be the evolution of(CN)2 resulting in the reduction of Fe(Ⅲ)12K3 [Fe(CN)6]→9K4[Fe(CN)6] + Fe2 [Fe(CN)6] + 6 ( CN )For KFe [Fe(CN) 6 ], the first stage of decomposition man be represented as6KFe[Fe(CN)6]→3K2Fe[Fe(CN)6] + 2Fe2[Fe(CN)6 + 3(CN)2At higher temperatures, the decomposition of both K3[Fe(CN)6) andKFe[Fe(CN)6] to form KCN and Fe2C was accomplished by the release of(CN)2 and N2.     

铁氰化钾分光光度法测定头孢他啶

建立了K3[Fe(CN)6]光度法测定头孢他啶的方法。研究表明:控制溶液pH 4.0左右,头孢他啶可以将Fe(III)还原为Fe(II),还原生成的Fe(II)与K3[Fe(CN)6]反应生成可溶性的普鲁士蓝,其最大吸收波长为735 nm。头孢他啶在0.05～7.2μg/mL范围内与吸光度呈良好的线性关系,线性回归方程A=0.03414+0.07334c(μg/mL),线性相关系数R=0.9992,表观摩尔吸光系数ε=4.0×104 L/(mol.cm),检出限为0.026μg/mL。本法能直接用于注射用头孢他啶的含量的测定,结果满意。