全钒液流电池高浓度下V(IV)/V(V)的电极过程研究

采用循环伏安、低速线性扫描和阻抗技术, 以石墨为电极, 研究了V(IV)/V(V)在较高浓度下的电极过程. 结果表明, 采用2.0 mol•L-1 的V(IV)溶液时, H2SO4浓度低于2 mol•L-1, V(IV)/V(V)反应极化大, 可逆性差, 表现为电化学和扩散混合控制; H2SO4浓度增至2 mol•L-1以上, V(IV)/V(V)反应的可逆性提高, 转为扩散控制, 且增加H2SO4浓度有利于阻抗的降低; 但H2SO4浓度超过3 mol•L-1, 溶液的粘度和传质阻力大, 阻抗反而增大. 在3 mol•L-1的H2SO4中, 随着V(IV)浓度的增加, 体系的可逆性和动力学改善, 阻抗减小; 但V(IV)浓度超过2.0 mol•L-1, 较高的溶液粘度导致溶液的传质阻力迅速增加, V(IV)/ V(V)的电化学性能衰减, 阻抗增大. 因此, 综合考虑电极反应动力学和电池的能量密度两因素, V(IV)溶液的最佳浓度为1.5～2.0 mol•L-1, H2SO4浓度为3 mol•L-1.     

用稀土(镱)杂多酸盐/多壁碳纳米管修饰的玻碳电极测定亚硝酸根

将多壁碳纳米管分散在镱(Ⅲ)杂多酸盐溶液中,将上述获得的悬浊液滴涂在玻碳电极表面,制备了镱(Ⅲ)杂多酸盐/多壁碳纳米管修饰的玻碳电极(YbHS-MWCNT′s/GCE)。采用交流阻抗法对电极表面的性能进行了表征,采用循环伏安法对其电化学性能进行研究。研究发现,亚硝酸根在该修饰电极上出现一个氧化峰,氧化峰电位在-0.45V处,提出了用循环伏安法测定亚硝酸根的方法。亚硝酸根的浓度在5.0×10-6～1.0×10-4mol.L-1范围内,氧化峰电流与其浓度呈线性关系。修饰电极用于环境水样中亚硝酸根离子的测定,回收率在97.2%～98.0%之间。     

快速测定钒电池电解液中总酸浓度

钒电池电解液是钒电池能量储存与转换的核心,电解液活性物质是溶解在强酸溶液中的钒的氧化物或化合物,电解液中钒离子的浓度大小和电解液的体积决定了电池的容量。钒电池中一般采用硫酸作为支持电解液,电解液性能与支持电解液硫酸的浓度有直接关系。酸度过高,V（Ⅳ）和V（Ⅴ）容易形成VO³⁺、V₂O₃³⁺等物质,这些物质空间位阻大,易造成钒电池电解液在电堆运行中有较大的电化学极化,影响电解液循环;酸度过低,溶液电导率降低,V（Ⅳ）与SO₄^2-、HSO₄^-易形成离子对,而V（Ⅴ）自发缔合,导致正极电解液析出沉淀。为使钒电池电解液控制在合适的总酸浓度,尤其是监     

用银-色氨酸复合膜修饰玻碳电极循环伏安法测定去甲肾上腺素

在含有1.0mmol.L-1硝酸银、5.58×10-2 mol.L-1色氨酸的溶液中,于-0.8～1.8V(vs.Ag/AgCl)电位下,在玻碳电极表面电沉积一层银-色氨酸复合膜,制得银-色氨酸复合膜修饰玻碳电极(Ag-TRY/GCE)。采用扫描电镜对电极表面的性能进行表征,循环伏安法对其电化学性能进行研究。试验发现:在pH 6.0磷酸盐缓冲溶液中,去甲肾上腺素(NE)在修饰电极出现一对明显的氧化还原峰,氧化峰电位为0.306V,还原峰电位为0.368V,提出了用循环伏安法测定NE的方法。在试验条件下,氧化峰电流与去甲肾上腺素浓度在3.4×10-7～8.3×10-6 mol.L-1和8.3×10-6～1.1×10-4 mol.L-1两段范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为4.3×10-8 mol.L-1。修饰电极用于药物中去甲肾上腺素的测定,加标回收率在95.6%～99.4%之间。     

碳糊电极阴极溶出伏安法测定当归中阿魏酸

采用碳糊电极作工作电极,阴极溶出伏安法对阿魏酸进行测定。在0.05mol.L-1盐酸溶液中,当有0.04mmol.L-1氯化钠溶液,0.004g.L-1十二烷基硫酸钠溶液存在时,1.1V(vs.SCE)富集180s,以100mV.s-1扫描速率从1.0V扫描至0V。阿魏酸在碳糊电极上于0.46V处产生一灵敏的阴极溶出伏安峰,峰电流与阿魏酸浓度在2.2×10-7～1.1×10-5 mol.L-1范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为4.0×10-8 mol.L-1。初步探讨了阿魏酸的电化学性质,此方法用于测定当归中阿魏酸的含量,并以此样品为基体做回收试验,测得回收率在104.0%～109.1%之间,测定值的相对标准偏差(n=6)在2.6%～5.3%之间。     

离子液体/凝胶聚合物电解质的制备及其与LiFePO_4的相容性

以1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF6)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))和六氟磷酸锂(LiPF6)为原料,采用溶液浇铸法制备了离子液体/凝胶聚合物电解质(ILGPE).通过循环伏安(CV)、计时电流法、恒流充放电、电化学阻抗法(EIS)研究了该电解质的离子传输特性以及与锂离子电池正极材料LiFePO4的相容性.结果表明,离子液体/凝胶聚合物电解质的室温电导率为1.650×10-3S·cm-1,电化学稳定窗口达到5.0V.在充放电循环过程中,电极表面形成的钝化膜改善了锂离子脱、嵌可逆性和电极/电解质的界面性质.     

咖啡酸甲酯的电化学行为

采用循环伏安法研究了咖啡酸甲酯在玻碳电极上的电化学行为。在pH 4.8的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,咖啡酸甲酯在0.342 V和0.331 V处呈现出一对氧化还原峰,电化学过程中咖啡酸甲酯的电子转移数为2,参与反应的质子数也为2。咖啡酸甲酯的还原峰峰电流与其浓度在1.8×10-7~5.9×10-6mol.L-1范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为1.0×10-7mol.L-1。对3.0×10-6mol.L-1咖啡酸甲酯溶液连续6次测定的相对标准偏差为2.4%。     

聚吡咯-二甲基亚甲蓝复合纳米棒修饰电极及电化学阻抗法测定聚阴离子阻垢剂

本文采用一步电聚合法,在玻碳电极上制备了聚吡咯-二甲基亚甲蓝(PPYDMMB)纳米棒薄膜,并利用电化学阻抗谱测定冷却水中的聚阴离子阻垢剂(PCA)。扫描电镜分析表明PPY-DMMB复合膜以三维纳米棒结构存在,而原PPY膜为花椰菜状结构。循环伏安扫描初步证明该复合物膜与PCA之间的相互作用。实验以[Fe(CN)_6]~(3-/4-)为电化学探针,在20mmol/L磷酸盐缓冲溶液中,采用电化学阻抗法测试不同浓度PCA对电极表面电荷转移电阻(Rct)响应。结果表明,随着PCA浓度升高,[Fe(CN)6]3-/4-在电极表面的Rct逐渐增加。在2.0×10~(-3)~3.5×10~(-2) g/L的浓度范围内呈良好的线性关系。检测限(S/N3)为5.0×10~(-4) g/L。Ca~(2+)、Mg~(2+)离子浓度和PCA响应成负相关性,证明PCA溶液中所测信号主要来自活性PCA。该复合物修饰电极有望用于冷却水系统中PCA的检测。     

用杯芳烃膜修饰碳纤维电极计时电流法测定过氧化氢

在含8.0×10-4mol·L-1杯芳烃的0.1 mol·L-1四丁基高氯酸铵溶液中,在-0.4～0.6 V电位下,在碳纤维电极表面电沉积一层杯芳烃膜,制得杯芳烃膜修饰碳纤维电极.采用扫描电镜和交流阻抗法对电极表面的性能进行了表征,采用循环伏安法和计时电流法对其电化学性能进行研究.试验发现:过氧化氢在杯芳烃膜修饰碳纤维电极上出现一个明显氧化峰,氧化峰电位为0.6 V,提出了用计时电流法测定过氧化氢的方法.在优化的试验条件下,氧化峰电流与过氧化氢的浓度在1.5×10-5～3.8×10-3mol·L-1范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为5.0×10-6mol·L-1.修饰电极用于医用消毒水中过氧化氢的测定,所得结果与高锰酸钾滴定法测定值相一致,用标准加入法做回收率试验,所得结果在97%～104%之间,测定值的相对标准偏差(n=10)为4%.     

钒改性锂离子电池正极材料LiFe0.5Mn0.5PO4/C 电化学性能

采用高温固相反应,以NH4VO3为钒源合成了化学计量式为(1-x)LiFe0.5Mn0.5PO4-xLi3V2(PO4)3/C(x=0,0.1,0.2,0.25,1)的钒改性磷酸锰铁锂正极材料.电化学测试表明钒改性能明显提高磷酸锰铁锂材料的充放电性能,其中x=0.2时得到的0.8LiFe0.5Mn0.5PO4-0.2Li3V2(PO4)3/C(标记为LFMP-LVP/C)材料电化学性能最好,其0.1C倍率时的放电比容量为141mAh·g-1.X射线衍射(XRD)分析指出LFMP-LVP/C材料的微观结构为橄榄石型LiFe0.5Mn0.5PO4/C和NASICON型Li3V2(PO4)3组成的双相结构.能量色射X射线谱(EDS)分析结果指出,Fe、Mn、V、P元素在所合成材料中的分布非常均匀,表明所制备材料成分的均一性.Li3V2(PO4)3改性使材料的电导率明显提高.LiFe0.5Mn0.5PO4的电导率为1.9×10-8S·cm-1,而LFMP-LVP材料电导率提高到2.7×10-7S·cm-1.与纯Li3V2(PO4)3的电导率(2.3×10-7S·cm-1)相近.电化学测试表明钒改性使LFMP-LVP/C材料充放电过程电极极化明显减小,从而电化学性能得到显著提高.本文工作表明Li3V2(PO4)3改性可成为提高橄榄石型磷酸盐锂离子电池正极材料电化学性能的一种有效方法.     

氮化钛纳米线的结构特征及其对Ⅴ(Ⅱ)/Ⅴ(Ⅲ)的电极过程

Titanium nitride nanowires (TiN NWs) were directly prepared on a Ti foil by a hydrothermal method followed by nitridation in ammonia atmosphere. The composition, microstructure, and electrochemical properties of the TiN NWs were characterized using scanning electron microscopy (SEM), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), cyclic voltammetry(CV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results show that the nanowires have diameters of 20-50 nm and are 5 μm long. The surfaces of the TiN NWs comprise Ti-N, Ti-O, and O-Ti-N chemical states. The electrochemical activity and reversibility for the electrode processes of Ⅴ(Ⅱ)/Ⅴ(Ⅲ) couple on the TiN NWs are significantly improved due to the introduced Ti-N, Ti-O, and O-Ti-N chemical states. The transfer resistance for the cathodic reduction of Ⅴ(Ⅲ) on the TiN NWs is about 20 times and 10 times smaller than on TiO₂ NWs and graphite electrodes, respectively. The rate constant of charge transfer on the TiN NWs electrode was determined to be 5.21×10^-4 cm·s_-1, which is about 5 times larger than the rate constant on graphite electrodes (9.63×10^-5 cm·s^-1).     

热处理碳纸电极上VO2+/VO+2氧化还原动力学

在不同温度下热氧化处理碳纸, 用循环伏安、极化曲线和交流阻抗方法研究碳纸电极上VO2+/VO+2氧化还原动力学. 循环伏安和极化曲线结果表明, 随着热处理温度的升高, VO2+/VO+2氧化还原反应的速率常数及交换电流增大. 建立了VO2+/VO+2氧化还原反应的交流阻抗等效电路模型. 拟合结果表明, 热处理增大了碳纸电极表面的双电层电容, 减小了VO2+/VO+2氧化还原反应的电荷转移电阻. 用循环伏安和交流阻抗两种方法求得的VO2+和VO+2的扩散系数基本相同, 表明所构建的交流阻抗等效电路模型与电极反应过程相符合.     

纳米二氧化铈修饰碳糊电极线性扫描伏安法测定苯酚

在0.01mol.L-1硼砂溶液(pH 9.18)中,用纳米二氧化铈修饰碳糊电极作为工作电极,线性扫描伏安法测定苯酚。伏安图上出现一灵敏的氧化峰,其峰电位为+0.56V(vs.SCE),峰电流与苯酚的浓度在1.0×10-7～2.0×10-4 mol.L-1范围内呈线性关系,检出限(3s/k)为5.0×10-8 mol.L-1。富集时间为30s,同时采用线性扫描伏安法研究苯酚在纳米二氧化铈修饰碳糊电极上的氧化还原反应,结果表明此电极反应为一不可逆的吸附过程。     

头孢氨苄在碳糊电极上的电化学行为及其分析研究

用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了头孢氨苄在碳糊电极上的电化学行为,考察了不同电解质溶液、pH以及扫描速率等的影响。实验表明:在2.0 mol·L-1HCl支持电解质中,头孢氨苄的降解产物在-0.45 V(vs.SCE)处的电化学还原反应为2电子与2质子参加的受吸附控制的不可逆过程。还原峰电流与头孢氨苄的浓度的平方根在1.8×10-8～3.0×10-4mol·L-1范围内呈良好的线性关系,回收率在95.7%～101.5%范围,检出限(S/N=3)为1.0×10-8mol·L-1。并探讨了头孢氨苄在电极上的反应机理。     

对乙酰氨基酚在纳米金/十二烷基苯磺酸钠修饰电极上的电化学行为研究

基于电化学沉积法制备了纳米金/十二烷基苯磺酸钠修饰玻碳电极(Nano-Au/SDBS/GCE),并采用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱和电化学方法进行表征。研究了对乙酰氨基酚在Nano-Au/SDBS/GCE上的伏安行为,结果表明,对乙酰氨基酚由在裸玻碳电极上的不可逆氧化过程变为准可逆过程,氧化峰峰电位由0.60 V负移至0.50 V,且在0.42 V处产生一个新的还原峰,表明nano-Au/SDBS膜能催化对乙酰氨基酚的电化学反应。在优化条件下,氧化峰峰电流与对乙酰氨基酚浓度在1.0×10-6mol/L～9.0×10-6mol.L–1和1.0×10-5～1.0×10-4mol.L–1间有良好的线性关系,检出限为8.0×10-7mol.L–1(S/N=3)。     

电活化玻碳电极差分脉冲伏安法测定水杨酸的研

采用循环伏安法和差分脉冲伏安法对水杨酸在电活化玻碳电极上的电化学行为进行研究.在pH7.0的PBS溶液中,将玻碳电极用恒电位法在+1.7V电位阳极氧化400 s.在0.2 mol·L- NaOH溶液中,水杨酸在0.602 V处有一良好的氧化峰,其氧化峰电流与扫描速率在0.02～0.2 V·s-1范围内呈良好线性关系,表...     

Electrochemical Response of Polyaniline (PANI)/Thiokol Rubber (TR) Films in Cysteine Solution

The electrochemical character of polyaniline/thiokol rubber (PANI/TR) composite film on a Pt electrode was investigated in a cysteine sulphuric acid solution by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The significant change of the peak current and peak potential in the cyclic voltammograms was observed. The irreversible peaks of cyclic voltammetry for cysteine/cystine redox couple at a platinum electrode have turned into one pair of nearly reversible peaks at the above electrode; the reversibility of the redox couple has been greatly improved. We found that thiokol rubber could improve the electrocatalysis of the PANI film to the electrochemical reaction with S‐S bonds, as well as the adhesion of the PANI film to the Pt substrate. Several effective factors, such as the concentration of thiokol rubber in the nonaqueous electrodeposition solution, different potential scan rate, immersing time of the film electrode in the studied electrolyte were all taken into account.     

没食子酸在电活化玻碳电极上的电化学行为及测定

采用循环伏安法和线性扫描伏安法对没食子酸在电活化玻碳电极上的电化学行为进行了研究。玻碳电极在pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中,用恒电位法在1.7 V电位阳极氧化400 s。然后在pH3.0的柠檬酸盐缓冲溶液中,没食子酸在0.479 V和0.442 V处有一良好的氧化还原峰,在0.02～0.40 V s-1范围内,其氧化峰电流与扫描速率呈良好线性关系,表明电极过程为受吸附控制的准可逆过程。线性循环伏安法的氧化峰电流与没食子酸浓度1×10-6～1×10-4mol L-1范围内呈良好的线性关系(r=0.980 6),检出限为7.6×10-7mol L-1(S/N=3)。该方法操作简便,重现性较好,并应用此法分析了健民咽喉片剂中的没食子酸的含量。     

基于新型二氧化锰-碳纳米管复合材料的高灵敏过氧化氢传感器

本文以多壁碳纳米管(MWCNTs)和KMnO4为原料,通过直接氧化还原反应合成了一种新型MnO2-C纳米复合材料,将其滴涂在玻碳(GC)电极表面,成功制备出一种非酶型H2O2传感器。采用循环伏安法和计时电流法研究了该传感器对H2O2的电催化氧化行为。实验结果表明,与GC电极和MWCNTs修饰电极相比,该电极对H2O2氧化显示出更好的催化活性。实验对影响电极性能的各种参数,包括pH值、工作电位及MnO2-C修饰量进行了探讨。在最佳实验条件下,传感器对H2O2响应的线性范围为5.0×10-7～0.2mol·L-1,检测限(S/N=3)为1.4×10-7 mol·L-1。该传感器选材新颖,制备方法简单,重现性好,稳定性和抗干扰能力强。