阿魏酸聚合修饰玻碳电极的制备及其对NADH的催化氧化

研究了阿魏酸修饰电极的制备、性质及对NADH的电催化作用.该电极在0.1mol/L磷酸缓冲溶液(pH=6.60)中,于-0.1～+0.50V(vs.Ag/AgCl)电位范围内呈现一对氧化还原峰,其式量电位E₀为+0.188V(vs.Ag/AgCl),且E₀随pH增加而负向移动.电子转移系数为0.496,表观电极反应速率常数(ks)为6.6s^-1.电极反应的电子数为1且有1个质子参与.该修饰电极对NADH氧化具有很好的催化作用.在NADH存在下,电极过程由扩散控制,扩散系数为1.76×10^-6cm²/s.NADH浓度在0.01～5.0mmol/L范围内与峰电流呈现良好的线性关系.通过计时安培法测得催化速率常数为6.82×10³mol^-1·L·s^-1.     

脉冲电沉积抑制锂枝晶生成的研究

采用脉冲充电方法替代传统充电方法,研究了在有机电解液 0.5 mol·L^-1 LiBr/PC (碳酸丙烯酯)中,在铜电极上沉积锂的表面变化. 扫描电镜观测结果显示,在传统直流充电时电极表面明显地出现了枝晶,而使用脉冲充电时能够抑制枝晶的生长. 交流阻抗测试结果显示,在占空比为 0.5 时,沉积锂表面固体电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI)膜电阻最大,沉积锂表面枝晶较少;单次脉冲电沉积时间过长,会使沉积锂表面 SEI 膜电阻减小,沉积锂表面枝晶增加;电流密度大于等于 2 mA·cm^-2时,脉冲电沉积可有效抑制枝晶生长.     

电吸附除氯过程的电化学阻抗谱及动力学研究

借助三电极体系, 基于电化学交流阻抗谱图, 提出了一种对已吸附Cl^-的活性炭再次吸附一个Cl^-弛豫时间的测定方法, 根据弛豫时间确定速率控制步骤 . 研究了阳极电势、 预处理时间和预处理浓度对电化学过程的影响, 基于得到的电化学交流阻抗谱图上的参数, 求出不同条件下电吸附Cl^-的弛豫时间及覆盖度. 结果表明, 不同条件下得到的复数平面图均由一个容抗弧和一个感抗弧构成, 分别代表Cl^-在阳极上发生电荷转移的过程和 Cl^-在活性炭电极上的吸附过程 . 增加阳极极化可有效缩短弛豫时间, 阳极极化时, 弛豫时间为2.0×10^-5 s; 增加预处理时间, 弛豫时间逐渐增加, 预处理时间为180 min时, 弛豫时间增加到4.9×10^-5 s; 预处理浓度对弛豫时间的影响可忽略. 弛豫时间分析结果表明, Cl^-吸附速率比扩散速率小, 吸附是电吸附过程的速率控制步骤. 电极表面的覆盖度较低, 仅有10^-4...     

离子液体中间硝基苯酚在玻碳电极上的电化学还原行为研究

在[EMIM]Br体系中,以玻碳为工作电极,铂丝为辅助电极,饱和甘汞电极为参比电极,研究了间硝基苯酚的电化学行为.采用循环伏安法和计时电量法,研究了扫描速度、温度和底物浓度等因素对其电化学行为的影响,求得扩散系数D为9.184×10^-7cm²/s,传递系数α为0.37,证明了在[EMIM]Br体系中,此反应是受扩散控制的不可逆反应.     

锂在嵌入物LixTio2中的扩散行为

本文利用电化学方法测定了薄膜电极Li_xTiO₂中锂离子的化学扩散系数,室温下其数量级为10^-11～10^-12cm²·S^-1(x=0.10～0.20)。通过₄-T关系,测得其扩散激活能E≈0.59eV,频率因子₀≈O.54cm²·s^-1.故其一般式可表为:₄=O.54exp(-6785/T)cm²·s^-1(t=15～50℃).利用D₄值和库仑滴定曲线测得了Li⁺在Li_xTiO₂薄膜电极中的迁移率和电导率分别为10^-10cm²·V^-1·s^-1和10^-7～10^-8Ω^-1·cm^-1数量级。比较了Li_xTiO₂体系与其他锂嵌入物的₄值,发现其与隧道化合物Li_xWO₃的₄值相近,而比层状化合物Li_xTiS₂的₄值小3～4个数量级。D₄值较大的嵌入物在作为锂电池的正极时,可以经受较大的充放电流。     

丹皮酚在聚苏丹红Ⅲ/GC电极上的电化学行为及测定

应用交流阻抗法和循环伏安法表征聚苏丹红Ⅲ/GC电极,并研究丹皮酚在该聚合物电极上的电化学行为. 实验表明,聚苏丹红Ⅲ/GC电极对丹皮酚具有良好的电催化作用,在3.0*10^-7 ~ 2.2*10^-5 mol·L^-1浓度范围内,其差示脉冲伏安峰电流随浓度变化呈良好的线性关系,检测限为5.0*10^-8 mol·L^-1. 该法可用于实际样品中丹皮酚的测定,结果令人满意.     

玻碳电极表面因瓦合金的电化学成核机理

在弱酸性因瓦合金(含镍质量分数为32~36 % 的镍铁合金)镀液中, 以线性扫描伏安法、循环伏安法和恒电位阶跃法对因瓦合金在玻碳电极表面的电沉积过程及其成核机理进行研究. 结果表明, 在该体系下, 因瓦合金在玻碳电极表面的电结晶属于扩散控制下的不可逆电极过程. 运用Scharifker-Hills理论模型(SH)拟合实验数据表明, 因瓦合金在玻碳电极表面的共沉积更加符合三维瞬时成核的成核规律. 运用Heerman-Tarallo理论模型(HT)分析得到因瓦合金在玻碳电极表面的成核生长的动力学参数, 当阶跃电位从-1.11 V变化至-1.17 V (vs SCE), 成核密度数(N₀)由0.72×10⁵ cm^-2提高至1.91×10⁵ cm^-2, 成核速率常数(A)从 40.35 s^-1增至 194.38 s^-1, 扩散系数(D)为(7.67±0.15)×10^-5 cm²•s^-1, 变化不大.     

新型铜配合物修饰热解石墨电极上的氧电催化还原

 采用新型单核铜配合物高氯酸咪唑N-2-羟基乙基二乙烯三胺合铜(Ⅱ)(Cu［L(ImH)］(ClO4)2)修饰热解石墨(PG)电极表面制得了Cu［L(ImH)］/PG电极,并采用循环伏安法和电位阶跃实验研究了该电极对氧的催化还原作用. 结果表明,该电极在中性和碱性条件下对氧气的催化还原具有良好的稳定性,还原峰电流随电位扫描速度的增大而增强,Ip～v1/2呈线性关系. 根据电位阶跃实验的I～t-1/2曲线,计算出电极反应的电子转移数约为4, 推断氧气在该电极上的还原是经历了4电子过程还原为水,催化机理属于混合控制的ECE (E电极反应, C化学反应)过程.     

水溶液中掺铬层状二氧化锰可充性研究

由高温分解KMnO₄制备层状K-birnessite前驱体, 再经过离子交换反应制备Cr-birnessite. 在2.5 mol/L LiOH水溶液中研究了Cr-birnessite电极的可充性. 据AAS测试和锰的价态分析得Cr-birnessite的分子式为Cr_0.26Mn_0.84O_2＋0.04. SEM显示Cr-birnessite为片状颗粒, XRD分析表明其层状结构在充放电前后没有明显变化. 恒电流充放电实验表明在2.5 mol/L LiOH水溶液中以1 C大电流速率对Cr-birnessite进行全充全放循环可达70次而保持初始容量的93%, 显示了良好的循环可逆性. AAS表明在充放电过程中材料中的铬离子没有脱嵌, Li^＋脱嵌/嵌入. 循环伏安曲线表明在大约 －0.3和0 V出现两个氧化峰, 在－0.1 V左右出现一个还原峰, 循环20周电流大小没有明显变化. 利用恒电位阶跃法测得Li^＋在Cr-birnessite 中的扩散系数平均值为1.57×10^－10 cm²·s^－1 .     

石墨烯/导电高分子/离子液体修饰的黄曲霉毒素B1免疫传感器的制备及应用

依次电沉积氧化石墨烯、2,5二（2噻吩）-1-对苯甲酸吡咯和氯金酸于金电极表面,以EDC/NHS为活化剂,将黄曲霉毒素B₁（AFB₁）抗体共价连接在导电高分子膜上,最后滴涂1,3-二丁基咪唑六氟磷酸盐离子液体于上述修饰电极表面,制得AFB₁免疫传感器。以Fe（CN）₆^3-/4-的磷酸盐缓冲溶液（pH 7.0）为测试底液,采用循环伏安法和交流阻抗法考察此免疫传感器的电化学行为。研究表明:石墨烯和纳米金的引入明显提高了修饰层的电子转移速率,使电极的表观活性面积由裸金电极的0.1772 cm²增加到0.2188 cm²和0.2640 cm²。当AFB₁浓度在3.2×10^-15～3.2×10^-13mol/L范围内,传感器的交流阻抗响应值与浓度呈线性关系,相关系数R²=0.994,检出限为1.1×10^-15mol/L。传感器在4℃下保存20周以上,电化学响应保持基本不变。本方法的灵敏度和稳定性优于现有文献报道,并应用于花生样品中痕量AFB₁的测定。     

离子选择性微电极用于原位测量离子扩散系数

扩散系数是描述物质扩散过程的重要参数,而用膜池法、放射性或荧光示踪法、分子动力学模拟等现有方法无法原位进行生物体系中离子扩散系数的实时测量。 本文利用离子选择性微电极响应迅速、高选择性、高灵敏度、高空间分辨率、对样品无污染等优势,通过分析单个植物细胞原生质体在培养液中破裂时所形成的离子浓度脉冲信号,建立了相应的点源扩散模型,推导出了描述离子浓度随时间变化的理论公式,并通过该公式对实验测得的脉冲信号进行拟合,得到了离子的扩散系数,从而建立了一种用离子选择性微电极原位测定离子扩散系数的新方法,并将其应用于芦荟细胞原生质体破裂时离子扩散系数的测定,得到了Ca²⁺、Na⁺和K⁺的扩散系数分别为(6.51±0.12)×10^-6、(2.93±0.15)×10^-5和(3.03±0.35)×10^-5 cm²/s。 对比发现,拟合得到的Ca²⁺、Na⁺和K⁺扩散系数均略高于已报道的数值(纯水中),这一现象的产生可能是因为原生质体是在低渗液中吸水膨胀,细胞膜内压力升高产生内外压力差,该压力差会加速细胞破裂时离子的扩散。 这一方法对生物体系无干扰,较好地解决了生物体系中离子扩散系数原位实时测量的难题。     

Mass transport in a chiral nematic/nematic liquid crystal system

The optical microscopic mass transport technique has been used to study diffusion phenomenon in a chiral nematic/nematic solute/solvent mixture. Analysis of the concentration-distance, concentration-time and distance-time of the diffusion profile gave the diffusion coefficient of the system as a function of time, distance and concentration, respectively. The mutual diffusion coefficient of the system was independent of the distance and time, showing an average value of 2.65 × 10^-7 cm² s^-1. In non-steady state diffusion, the diffusion coefficient was dependent on both distance and time. The diffusion coefficient exhibited an inverse relation with the local concentration of the chiral solute. The self-diffusion coefficient of the nematic solvent gave a value of 3.4 × 10^-7 cm² s^-1 via extrapolation to zero concentration of the solute.     

尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4正极材料首周充放电过程的结构与动力学研究

以NaOH为沉淀剂,采用共沉淀法制备尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料,使用X-射线衍射（XRD）、傅里叶转换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）分析材料结构与表面形貌. 结果表明,该材料属于空间群的无序尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料,由八面体粒子团聚成3 ~ 6 μm的大粒子. 恒电流充放电结果显示,材料在0.1C倍率下首周放电比容量为121.5 mAh·g^-1,经过150周充放电后,材料比容量无明显衰减,其容量保持率为99%. 用PITT和原位XRD联用技术研究了充放电过程中材料的结构与锂离子扩散系数之间的关系. PITT法测得材料中锂离子的扩散系数为10^-10 ~ 10^-11 cm²·s^-1.     

Synthesis of Monoclinic Li_(0.33)MnO_2 and Its Electrochemical Properties in Different Potential Windows

Li0.33MnO2 cathode material was synthesized by solid state reaction. The material showed a small coherent domain size about 10 nm determined by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The electrochemical properties of the material were studied in different potential windows of 3.5―2.0 V and 4.3―2.0 V. An irreversible transformation to spinel phase was observed in the initial several cycles, which was more prominent on cycling at 4.3―2.0 V. Electrochemical impedance spectroscopy showed that the Li+ diffusion coefficient of the material was about 2×10–9 cm2/s. Li0.33MnO2 showed a reversible discharge capacity of 140 and 200 mA·h/g in the potential windows of 3.5―2.0 V and 4.3―2.0 V, respectively. But the capacity retention at 4.3―2.0 V was poor due to the thicker spinel layer formed on the material surface.     

Electrochemical Formation of Al-Li Alloys by Codeposition of Al and Li from LiCl-KCl-AlF3 Melts at 853 K

The electrochemical behavior of Al(III) ions was studied in molten LiCl-KCl melts on a molybdenum electrode. Cyclic voltammetry, chronopotentiometry and chronoamperometry were used to explore the deposition mechanism of Al and Li. Cyclic voltammetry expriment indicates that under potential deposition(UPD) of lithium on pre-deposited aluminium led to the formation of liquid Al-Li alloys at 853 K. The diffusion coefficient of Al(III) ions at 853 K in LiCl-KCl-AlF₃(1%, mass fraction) melts was determined to be (2.79±0.05)×10^?5 cm²/s. Chronopotentiograms and chronoamperograms demonstrate that the codeposition of Al(III) and Li(I) ions formed Al-Li alloys at cathodic current densities higher than ?0.28 A/cm² or cathodic potentials more negative than ?2.20 V. X-Ray diffraction(XRD) pattern indicates that Al-Li alloys with different phases formed via galvanostatic electrolysis. Inductively coupled plasma(ICP) analyses of the samples obtained by electrolysis show that lithium and aluminium contents of Al-Li alloys could be controlled by AlF₃ concentration and current intensity.     

氢气泡模板法制备多孔镍用于电催化氧化乙醇

多孔镍通过同时在水溶液中析出氢气及还原镍离子电沉积生成,其在强碱溶液中对乙醇表现出良好的电催化氧化效果。 在1 mol/L KOH溶液中,多孔镍的电极反应为准可逆的β-氢氧化镍与β-羟基氧化镍之间质子耦合电子转移。 循环伏安图显示峰值电流密度与电势扫描速度平方根成线性关系,据此计算可得多孔镍的质子扩散系数值为2.92×10^-8 cm²/s,其高于块状镍体系的质子扩散系数值约4个数量级,这可能由真实表面积增大导致。 循环伏安法和计时电流法用来表征多孔镍对乙醇的电催化氧化能力,相对于(220)镍电极,多孔镍表现出更高的催化效率,计时电流法测量的催化反应速率常数为7.17×10³ cm³/(mol·s)。     

Nafion修饰电极测定5-羟色胺

５－羟色胺（５－ＨＴ）属于吲哚胺类神经递质［１］,当人在病理状态时５－ＨＴ的量将会发生显著变化,如精神分裂症［２］病人血液中的５－ＨＴ比正常人少,因此,５－ＨＴ的测定对于某些疾病的诊断及病理学的研究具有重要意义．５－ＨＴ的测定方法主要为ＨＰＬＣ法．Ｈ...     

端烯基液晶冠醚推动钠离子在微液/液界面的转移

用循环伏安法研究新型载体端烯基液晶冠醚推动钠离子的转移,结果表明,钠离子的转移由扩散控制.探讨了影响钠离子转移的因素,如端烯基液晶冠醚和钠离子的浓度等.求算出端烯基液晶冠醚在1,2-二氯乙烷中的扩散系数为(2.61±0.12)×10^-6cm²/s,端烯基液晶冠醚和钠离子在1,2-二氯乙烷中所形成的配合物稳定常数lgβ_o=5.7.     

磺化聚芳醚酮砜/聚芳醚砜噁二唑复合型质子交换膜的制备与性能

为了降低质子交换膜(PEM)的甲醇渗透系数和改善PEM在中高温(80~120 ℃)时的质子传导率, 以自制的磺化度(SD)为100%的磺化聚芳醚酮砜(SPAEKS)与聚芳醚砜噁二唑(PAESO)为原料, 采用溶液共混法制备了SPAEKS/PAESO复合膜, 并用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)对其进行了表征. 结果表明, 该复合膜具有较好的化学稳定性和热稳定性. 扫描电子显微镜(SEM)照片显示, 复合膜具有较好的致密结构, 其甲醇渗透系数为3.9×10^-7~6.6×10^-7 cm²/s, 低于SPAEKS的8.7×10^-7 cm²/s. 在100 ℃时复合膜的质子传导率达到0.074 S/cm, 高于SPAEKS膜的0.066 S/cm.