电化学控制产生纳米氧气气泡及其对电化学聚合吡咯形貌的影响

利用原位电化学原子力显微镜(in-situ EC-AFM)研究了纳米氧气气泡在高定向热解石墨(HOPG)表面的电化学控制产生与生长. AFM原位图像表明电化学产生的氧气在HOPG表面形成了纳米气泡, 并且纳米气泡的产生与生长可以通过改变外加电压和反应时间来进行控制. 随后, 研究了电化学产生的纳米氧气气泡对于在HOPG表面电化学聚合吡咯反应的影响, 结果表明伴随聚合反应过程产生的纳米氧气气泡使得生成的聚吡咯膜表面形成了气泡状的缺陷.     

扫描电化学显微镜及其在界面电化学研究中的应用

对扫描电化学显微镜(Scanning Electrochemical Microscope，SECM)的发展及其在界面电化学中的研究应用进行了评述。介绍了SECM的工作原理以及常用的操作模式，并对SECM在液／液界面、固／液界面等方面的应用进行了总结。     

影响苯胺电化学计量聚合因素的探讨

本文对影响苯胺电化学计量聚合的因素进行了探讨，这些因素包括：电化学聚合方法、电极电位（Ｅ）、电流密度（Ｉ），以及苯胺单体和酸溶液的浓度等，实验结果表明，最合适的聚合方法为恒电流法，其条件为：电极电位不大于０．７０Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）聚合电流密度（Ｉ）约为０．０５ｍＡ／ｃｍ＾２，苯胺单体浓度为１．１ｍｏｌ／Ｌ，酸（ＨＣｌ）的浓度则为２．２ｍｏｌ／Ｌ     

聚苯胺的化学合成及其电化学表征

本文用化学聚合法合成了在Ｎ－甲基吡咯烷酮（ＮＭＰ）中可溶的聚苯胺（ＰＡＮＩ）。通过溶液法定量（浓度与体积）制膜，对ＰＡＮＩ膜修饰电极的循环伏安（ＣＶ）性质进行了研究，证实了ＰＡＮＩ膜在１０．０ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ的介质中，－０．１５￣０．６５Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）的电位范围内氧化还原单元为八隅体单元。比较了恒电流聚合与化学聚合所得的聚苯胺的ＣＶ性质，发现两者有很好的一致性。     

非水溶剂锂-空气电池中的氧气电极反应

基于锂-氧气反应的锂-空气电池在所有的锂电池体系中具有最大的理论容量和能量密度,认识锂-空气电池中的氧气电极反应对锂-空气电池的研发具有指导意义.本文以金电极/乙腈电解液为模型体系,介绍了锂-空气电池在放电和充电过程中的氧气电极反应机理.电池放电时,氧气还原成超氧自由基,超氧自由基与锂离子结合生成不稳定的超氧化锂;通过歧化反应,超氧化锂生成放电反应最终产物过氧化锂.电池充电时,过氧化锂通过一步两电子直接氧化生成氧气,不经过超氧化锂中间态.在阐述氧气电极反应机理的同时,还对研究氧气反应的各种电化学方法作了介绍.     

不同形貌的ZnMn复合氧化物制备及电化学性能研究

通过简单共沉淀法和高温煅烧制备了不同形貌的ZnMn复合氧化物,并将其作为铝空气电池空气电极催化剂。采用XRD和SEM等手段表征其物相结构、形貌,同时采用阴极极化曲线、交流阻抗、塔菲尔曲线和恒电流放电等电化学测试手段,研究了三种不同形貌的ZnMn复合氧化物作为催化剂在铝空气电池中的性能。结果表明：球形ZnMnO3作为铝空气电池催化剂较不规则絮状和刺球形,表现出更好的催化性能、氧还原性能、导电性能和更高的放电电压平台。     

铁氰化锰修饰玻碳电极的制备及其电化学性能

A thin film of manganese hexacyanoferrate （MnHCF） was electrochemically formed on a glassy carbon （GC） electrode to prepare a chemically modified electrode （CME）. The mechanism of film formation of MnHCF and its growth process were investigated in detail by cyclic voltammetry. The results show that the stoichiometric composition of MnHCF is Mn^ⅢFe^Ⅲ（CN）6, an analogue of prussian yellow. There exist three clear-cut stages in the whole modification process and the last stage is indispensable to the fabrication of homogenized, stable MnHCF film and must last for an appropriate time. The surface morphology of MnHCF/GC electrode was characterized by scanning electron microscopy （SEM）, which further verified the effective deposition of MnHCF film on GC. The kinetic constants of MnHCF/GC electrode process were also evaluated. The resulting MnHCF film modified electrode presented good stability and high electrocatalytic activity toward the oxidation of H2O2, indicating that MnHCF film possesses function of catalase and can be expected for analytical purposes.     

应用超微电极和粉末微电极技术研究有机溶剂和正极材料对氧气还原反应和氧气生成反应的影响

采用碳纤维超微电极分别研究了O_2在二甲基亚砜、乙腈和四甘醇二甲醚3种有机溶剂中的电化学反应,结果表明,当阳离子只含四丁胺离子时,反应呈可逆的一电子转移;而阳离子只含锂离子时,O_2的还原和氧化均经历了多电子转移过程.利用超导炭黑和乙炔黑制作粉末微电极进行电化学测试,结果表明,在这2种正极材料上,氧气还原反应(ORR)过程相似,氧气生成反应(OER)过程区别明显.此外,Tafel分析结果表明,对于不同有机溶剂和正极材料,O_2还原均经历了初始的一电子转移步骤.     

甘草酸的电化学行为研究

用循环伏安法、单扫描示波极谱法研究了甘草酸（ｇｌｙｃｙｒｒｈｉｚｉｃ，ＧＡ）在汞电极上的电化学行为及反应机理．证明甘草酸在ｐＨ＝４～１２的缓冲溶液（Ｈ３ＢＯ３＋Ｈ３ＰＯ４＋乙酸＋ＮａＯＨ）中有吸附峰，且示波极谱导数峰值与甘草酸浓度在８．３×１０－５～１．２×１０－６ｍｏｌ／Ｌ范围内成正比，使用悬汞电极（ＨＭＤＥ）线性扫描伏安法可使检测下限达２．４×１０－６ｍｏｌ／Ｌ．根据实验结果首次提出了甘草酸在汞电极上的反应机理．该机理同时被紫外光谱证明，得到合理解释     

对苯二酚在碳纳米管修饰玻碳电极的电化学行为及电化学动力学研究

碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNT)自1991年发现以来,因其结构所具有的高比表面,高电导率,稳定的化学性质与超常的机械强度已成为世界范围内的研究热点,并应用于催化、气体储藏和电极材料等领域。用CNT修饰的电极具有良好的电化学性能并且已经取得了很好的实验结果[1],因此研究碳     

Electrochemical Oxidation of Lithium Carbonate Generates Singlet Oxygen

Solid alkali metal carbonates are universal passivation layer components of intercalation battery materials and common side products in metal‐O₂ batteries, and are believed to form and decompose reversibly in metal‐O₂/CO₂ cells. In these cathodes, Li₂CO₃ decomposes to CO₂ when exposed to potentials above 3.8 V vs. Li/Li⁺. However, O₂ evolution, as would be expected according to the decomposition reaction 2 Li₂CO₃→4 Li⁺+4 e^?+2 CO₂+O₂, is not detected. O atoms are thus unaccounted for, which was previously ascribed to unidentified parasitic reactions. Here, we show that highly reactive singlet oxygen (¹O₂) forms upon oxidizing Li₂CO₃ in an aprotic electrolyte and therefore does not evolve as O₂. These results have substantial implications for the long‐term cyclability of batteries: they underpin the importance of avoiding ¹O₂ in metal‐O₂ batteries, question the possibility of a reversible metal‐O₂/CO₂ battery based on a carbonate discharge product, and help explain the interfacial reactivity of transition‐metal cathodes with residual Li₂CO₃.     

La1－xSrxNi1－yFeyO3型钙钛矿双功能氧电极的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La_1－xSr_xNi_1－yFe_yO₃ (x＝0, 0.1, 0.2, 0.5; y＝0～1.0)型的钙钛矿催化剂, 以活性碳为载体, PTFE乳液为粘接剂制备双功能氧电极. 对催化剂进行了XRD结构分析以及SEM分析和BET比表面积测量. 采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析. 通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理. 实验表明对于LaNiO₃化合物, B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能; 电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成. 通过各个电极对于催化分解H₂O₂的分解速率常数的测定得知, Ni离子对于催化H₂O₂分解反应的活性大于Fe离子, 继续在对于氧还原反应和氧析出反应都具有较高电催化活性的LaNi_0.8Fe_0.2O₃催化剂上进行A位掺杂Sr离子后显著提高了催化剂分解H₂O₂的催化活性, 主要是因为氧空位的增多和金属离子d电子含量的降低有利于催化分解H₂O₂的活性的提高, 但由于氧空位的增多导致催化剂电导率的降低, 所以其电催化活性降低了. 通过多圈循环伏安扫描的测试, 催化剂LaNi_0.8Fe_0.2O₃有很好的稳定性.     

隐丹参酮的电化学性质及其与DNA相互作用的研究

利用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、方波伏安法(OSWV)等电化学技术研究了隐丹参酮在玻碳电极(GCE)上的电化学氧化过程,并用计时电量法和恒电位库仑电解法等对其在电极表面的吸附行为及氧化还原机理进行了探讨.此外利用自组装DNA修饰玻碳电极研究了隐丹参酮与DNA之间的相互作用.     

稀土对碳锰纯净钢耐腐蚀性能的影响

在碳锰纯净钢中加入稀土元素镧和铈, 用电化学方法测定了腐蚀电流icorr和点蚀特征电位Eb. 结果表明, 稀土种类和含量对碳锰纯净钢的腐蚀性能存在影响, 镧、铈的适宜含量分别为0.011%和0.014%左右. 稀土的作用与它引起的组织变化和对极化过程中试样表面状况的影响有关.     

水滑石的合成及修饰电极的电化学行为

采用共沉淀法合成了摩尔比为3∶1的镍铝、钴铝、镁铝碳酸型水滑石。采用循环伏安法对其所修饰的玻碳电极的电化学行为进行了研究,结果表明仅有镍铝水滑石所修饰的玻碳电极具有较好的电化学行为。     

Electrochemical Modification of Gold Electrodes with Azobenzene Derivatives by Diazonium Reduction

An electrochemical study of Au electrodes electrografted with azobenzene (AB), Fast Garnet GBC (GBC) and Fast Black K (FBK) diazonium compounds is presented. Electrochemical quartz crystal microbalance, ellipsometry and atomic force microscopy investigations reveal the formation of multilayer films. The elemental composition of the aryl layers is examined by X‐ray photoelectron spectroscopy. The electrochemical measurements reveal a quasi‐reversible voltammogram of the Fe(CN)₆^3?/4? redox couple on bare Au and a sigmoidal shape for the GBC‐ and FBK‐modified Au electrodes, thus demonstrating that electron transfer is blocked due to the surface modification. The electrografted AB layer results in strongest inhibition of the Fe(CN)₆^3?/4? response compared with other aryl layers. The same tendencies are observed for oxygen reduction; however, the blocking effect is not as strong as in the Fe(CN)₆^3?/4? redox system. The electrochemical impedance spectroscopy measurements allowed the calculation of low charge‐transfer rates to the Fe(CN)₆^3? probe for the GBC‐ and FBK‐modified Au electrodes in relation to bare Au. From these measurements it can be concluded that the FBK film is less compact or presents more pinholes than the electrografted GBC layer.     

2，3—二氨基吩嗪的薄层光谱电化学研究

研究了2，3—二氨基吩嗪(DAP)在金圆盘电极、金超微电极上的循环伏安行为 和在金网栅电极上的薄层循环伏安行为．在pH2．0的B—R缓冲溶液中的2，3—二氨 基吩嗪在金圆盘电极上为准可逆氧还过程；以超微电极法求得了2，3—二氨基吩嗪 在pH2．0的B—R缓冲溶液中的扩散系数，由耗竭性库仑电解和循环伏安法求得其电 极反应电子转移数和H+反应级数均为2，实验说明参与电极反应的H+也为2，并用循 环伏安法求得其标准电极反应速率常数．采用紫外—可见薄层光谱电化学方法测得 2，3—二氨基吩嗪的克式量电位和电子转移数，与电化学实验结果一致；双电位阶 跃—计时吸收紫外—可见薄层光谱电化学实验说明，2，3—二氨基吩嗪电还原无随 后化学反应，其在电极上经历了H+eH+e的两步一电子过程，生成产物2，3—二氨基 -5，10-二氢吩嗪．     

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.     

对氨基苯酚生产和纯化过程中纯度的毛细管电泳监控

采用了毛细管区带电泳（ＣＺＥ）方法对电化学生产的对氨基苯酚（ＰＡＰ）及其纯化过程进行了监控。为了防止样品氧化,使用了抗坏血酸为保护剂。在背景电解质溶液ｐＨ为５．０的条件下对样品的电泳结果用内部归一法计算,其结果可以有效地指导生产和纯化工艺的改进。