二甲基亚砜中Tm~(3+)的电化学行为

研究了二甲基亚砜中Tm~(3+)在Pt电极上的电化学行为,结果表明,Tm~(3+)在Pt电极上的还原属于受扩散控制的准可逆过程.温度为293 K时,在0.01 mol/L Tm(NO)_3)_3—0.1 mol/L LiClO_4—DMSO体系中利用循环伏安法、计时电流法、计时电量法测得Tm~(3+)的扩散系数D0分别为1.15×10~(-6),1.09×10~(-6),2.61×10~(-6 )cm~2/s,并通过塔菲尔曲线求出交换电流密度j0=9.46×10~(-8)A/cm~2.     

Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极的制备及其对H_2PO_4~-的测定

以尿素为原料制备石墨氮化碳(g-C_3N_4)材料,以壳聚糖(CHIT)为黏合剂修饰于电极表面,再利用循环伏安法电沉积钴,成功制备出Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极,并将其应用于水样中磷酸二氢根离子(H_2PO_4~-)的电化学检测.采用循环伏安法和计时电位法进一步研究修饰电极的电化学性能.实验结果表明:在最佳实验条件下,修饰电极对H_2PO_4~-的响应电位与其浓度的对数在1.0×10~(-7)～1.0×10~(-3)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5.7×10~(-8)mol/L(S/N=3);该电极具有较宽的线性范围、较高的灵敏度和良好的选择性.     

全沉积型铅酸液流电池用石墨毡电极性能研究

以石墨毡为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液,组成新型的全沉积型铅酸液流电池体系.研究了石墨毡正负电极上的循环伏安特征和电极表面改性处理、电解液浓度、添加剂等对电极循环伏安特性的影响规律.结果表明:实验测得石墨毡正极上氧化峰电位为1.39 V(vs.SCE),与理论值非常接近,负极还原峰电位与理论值间的过电位仅为0.17 V;在强酸与热处理表面改性方法中,热处理方法对提高石墨毡负极电化学活性效果最好;当电解液中的铅离子和氢离子浓度均为0.01 mol/L时,具有最佳循环伏安特性.     

钒基催化剂中V价态的电化学方法测定

在电解液pH=1.0、扫描电压-0.6～0.9 V、灵敏度1 mA、扫描速率0.05 V/s的条件下,用循环伏安法测得V_2O_5、VO_2及V_2O_3的CV曲线,以出现的还原电位作为标准参数,对比钒基催化剂在CV曲线中的还原电位。测试结果表明:MgV_2O_4和V-Mg/β催化剂中的V以V~(3+)存在,丙烷-氧处理后的V-Mg/β催化剂中V~(3+)活性减弱,出现了V~(5+)的还原峰,表明丙烷-氧处理过程中部分V~(3+)转化为V~(5+)。     

纳米多孔铁掺杂钒氧化物电极材料的制备及其电化学性能

为了利用简单的生产工艺制备性能优异的锂离子电池负极材料,采用电弧熔炼-甩带的工艺制备出铁钒合金条带,再通过氧化还原方法成功制备出纳米多孔铁掺杂钒氧化物(Fe-VO_x)复合材料,对材料物相和结构进行了表征,并且对比分析了在不同还原温度下纳米多孔Fe-VO_x复合材料的电化学性能。结果表明:在还原温度为500℃、5%H_2/Ar混合气氛下,材料电化学性能最优,在电流密度为0.1 A/g下,初始放电比容量为563.4 mA·h/g,在循环100圈后的放电比容量仍能达到441 mA·h/g,循环容量保持率达到78.2%,远大于石墨的理论比容量372 mA·h/g。这说明纳米多孔铁掺杂钒氧化物复合材料能够有效提高锂离子电池的能量密度,并且具有良好的电化学性能。     

基于壳聚糖-辣根过氧化物酶-多壁碳纳米管修饰电极的直接电化学研究

制备了壳聚糖(CHIT)-多壁碳纳米管(MWNTs)纳米复合物,并将其作为固定化酶的材料,将辣根过氧化物酶(HRP)修饰在玻碳电极(GCE)表面,制备HRP修饰电极(CHIT-MWNTs-HRP/GCE).电化学研究表明:该修饰电极在磷酸缓冲溶液中的循环伏安图上出现一对峰形良好的氧化还原峰,式量电位为-0.328 V(vs.SCE),说明包埋在CHIT-MWNTs中的HRP与电极之间发生了直接电子传递.HRP修饰电极对过氧化氢的还原具有电催化作用,其表观Michaelis-Menten常数Km为3.1×10-5mol·L-1,催化电流与过氧化氢浓度在2.5×10-5～1.25×10-4mol·L-1范围内呈线性关系.该研究为生物电化学传感器的构筑探索了一个新途径.     

锂离子电池负极材料 Na2Li2Ti6O14的嵌脱锂过程动力学研究

为了研究钛酸钠锂(Na2Li2Ti6O14)负极材料嵌脱锂的动力学行为,用溶胶-凝胶法合成 Na2Li2Ti6O14负极材料,采用 X 射线衍射法(XRD)和电子显微镜(SEM)分别对材料进行物相分析和微观形貌的观察.采用恒流充放电测试、循环伏安法(CV)和恒电流间歇滴定法(GITT)研究了 Na2Li2Ti6O14的电化学性能和嵌脱锂过程动力学.研究结果表明,制备的 Na2Li2Ti6O14材料纯度高,结晶度良好,循环稳定性好;由不同扫描速率的循环伏安法测出的 Na2Li2Ti6O14中锂离子在氧化、还原峰对应的化学扩散系数 Da和 Dc分别为7.3×10-11和7.8×10-11cm2/s;由恒电流间歇滴定技术测得的锂离子在 Na2Li2Ti6O14电极中的扩散系数为10-11~10-8cm2/s.     

Na3-xLixV2(PO4)3正极材料的制备与电化学性能研究

通过溶胶-凝胶法合成了锂离子掺杂的磷酸钒钠(Na_(3-x)Li_xV_2(PO_4)_3)正极材料,探究了不同锂离子掺杂量对材料组成、结构及电化学性能的影响和离子传输机理。研究结果表明,锂离子的引入并不改变Na_3V_2(PO_4)_3的主晶相,但是会造成晶胞体积的减小。锂离子通过激活Na_3V_2(PO_4)_3中的Na(1)位点来提高电化学性能。具有蜂窝状结构的Na_(2.96)Li_(0.04)V_2(PO_4)_3具有较好的电化学性能,在30 C下首次放电比容量达到104.9 mAh·g~(-1),经过350次循环后其放电比容量为77.52 mAh·g~(-1);库伦效率接近100%;其钠离子的扩散系数为2.02×10~(-13) cm~2·s~(-1)。     

钒(Ⅴ)-铍试剂(Ⅲ)配合物体系的吸附伏安法研究

本文利用悬汞电极研究了铍试剂Ⅲ存在下钒的吸附伏安行为,并对其电极过程机理作了初步的探讨.在选定条件下,钒(V)浓度在1.0×10~(-9)～4.0×10~(-7)mol·L~(-1)范围内与其峰电流呈良好的线性关系,富集5min,检测限低至2.0×10~(-10)molL~(-1).所建立的分析方法有较高的灵敏度和较强的抗干扰能力,这为实际样品中痕量钒的测定提供了可能.     

掺硼多晶金刚石膜电极的电化学研究

通过MPCVD法在高掺杂硅衬底上生长掺硼金刚石膜(BDD),并用四探针,扫描电镜,激光拉曼,电化学工作站对其进行了检测,发现所制备的掺硼金刚石膜电导率达10-2Ω.cm,同时发现金刚石膜质量因硼原子的掺入而有所下降,采用循环伏安法研究其电化学性质,结果表明,与Pt电极相比(1.8V和-1×10-3~3×10-4A),BDD具有很宽的电化学窗口(~3.2 V),较低的背景电流(-3×10-6~2×10-6A),在铁氰化钾电解液中,表面所进行的电化学反应具有较好的准可逆性,在对有机物苯酚的催化氧化检测中发现:与Pt电极相比,BDD电极氧化能力强,且氧化产物简单、彻底,因此可以作为一种理想的电极材料.     

基于ERGO/AuNPs的电化学DNA传感器的制备及应用

制备了一种基于电还原石墨烯(ERGO)、金纳米粒子(Au NPs)修饰玻碳电极的电化学DNA传感器,应用于大肠杆菌O157:H7的快速、灵敏检测.首先将滴加在玻碳电极表面的氧化石墨烯进行电还原,然后通过电沉积方法将金纳米粒子均匀平铺在电极表面.利用金纳米粒子和氨基之间的共价键作用将端氨基修饰的探针DNA固定在电极表面,完成电化学DNA传感器的制备,并对目标DNA进行了定性与定量检测.实验结果表明:所制备的传感器具有良好的选择性、准确性,并且操作简单易行,对目标DNA的检测限为7.735×10~(-13)mol/L,检测范围为1×10~(-12)~1×10~(-8) mol/L.     

粗糙化银电极上3,4,5,6-四氯吡啶甲酸的电催化还原

用电化学氧化还原法(ORC)制备了粗糙化银电极.采用原子力显微镜(AFM)对粗糙化银电极表面结构进行了表征,用循环伏安法和大幅度电势阶跃法研究了碱性水溶液中粗糙化银电极对3,4,5,6-四氯吡啶甲酸(3,4,5,6-TCP)的电催化还原特性.结果表明:用电化学氧化还原法(ORC)制备得到的粗糙化银电极表面交错分布了棉絮状微晶和圆柱状晶枝,对3,4,5,6-TCP脱氯反应显示了很高的电催化活性;该脱氯反应是受扩散控制的不可逆反应,求得传递系数α为1.51nα-1,扩散系数D为0.820×10-6(cm2·s-1).     

阳极溶出伏安法测定水样中痕量铜离子的研究

采用简单的热聚合法制备乙二胺四乙酸/类石墨相氮化碳(EDTA/g-C_3N_4)复合材料,并采用X射线衍射(XRD)对其进行表征。通过在玻碳电极(GC)表面修饰EDTA/g-C_3N_4复合材料,制备Cu~(2+)电化学传感器。通过方波溶出伏安法(SWV)对水溶液中的Cu~(2+)进行检测。结果表明:在-0.9V富集电位下,富集时间为720s时,1×10~(-6)mol/L的Cu~(2+)在0.1mol/L HAc-NaAc(pH=5.0)缓冲液中,Cu~(2+)的浓度与溶出峰电流呈现良好的线性关系,Cu~(2+)的浓度范围为1×10~(-9)～4×10~(-6)mol/L,线性方程为I=23.95C+18.72,相关系数R~2=0.9914,检出限为1.84×10~(-10)mol/L。经测定,EDTA/g-C_3N_4修饰的玻碳电极表现出良好的重现性、重复性、抗干扰能力及稳定性。该方法具有灵敏度高、仪器设备简单、操作简便、污染小等优点,是一种高效的检测痕量重金属铜离子的方法。     

循环伏安法测定二茂铁的电化学性能

二茂铁(Ferrocene,简称Fc)具有一定的芳香性和较好的氧化还原性,可作为电化学开关模型化合物。在含有高氯酸锂的乙醇溶液中,二茂铁在玻碳电极上的氧化还原过程为Fc-e→Fc+,且是一个准可逆性的电化学反应。经循环伏安法测定,该过程的反应电子数为1,反应为扩散控制过程,氧化过程中测定的Fc的扩散系数DO=2.24×10-3 cm2/s,还原过程中测定的Fc+的扩散系数DR=4.34×10-3 cm2/s,Fc+的扩散速度要比Fc略快,测定的标准反应速率常数为2.79cm/s。     

多壁碳纳米管/石墨烯修饰电极同时检测邻苯二酚和对苯二酚

采用原位合成法制备多壁碳纳米管/石墨烯复合材料,并用碳纳米管/石墨烯复合材料作为修饰玻碳电极材料,研究邻苯二酚和对苯二酚在修饰电极上的电化学行为.实验结果表明:在浓度为0.1 mol/L的Na_2PO_4-C_4H_2O_7(pH=4.0)缓冲溶液中,修饰电极对邻苯二酚和对苯二酚的电化学氧化还原显示出较高的催化特性.在优化条件下,邻苯二酚和对苯二酚在浓度0~300μmol/L范围内呈良好的线性关系,检测限均为1.8×10~(-8) mol/L.将该电极用于检测污水中邻苯二酚和对苯二酚的含量,结果较满意.     

双层聚吡咯/普鲁士蓝复合膜的制备与性能研究

采用层层电沉积方法制备了双层聚吡咯/普鲁士蓝复合膜修饰复合陶瓷碳电极(D-Ppy/PB/CCE),采用循环伏安法和计时安培法研究了修饰电极对过氧化氢(H2O2)的电催化性能,并优化了制备修饰电极的实验条件.结果表明,第一层Ppy膜提高了PB在电极表面的分散性;第二层Ppy膜的存在极大地提高了修饰电极的化学及电化学稳定性.该修饰电极对H2O2的还原有良好的电催化活性,安培法检测H2O2的线性范围为2.0×10-6～2.5×10-3mol/L,检出限为6.5×10-7 mol/L,灵敏度为3 593.2μA/(mmol/L)cm2.     

乙酰基二茂铁在圆盘电极上的电化学行为及扩散系数的测定

利用循环伏安法研究了在0.2mol/L的LiClO4溶液中,乙酰基二茂铁(AFc)在圆盘电极(RDE)上的电化学行为,采用两种方法求得乙酰基二茂铁的扩散系数:一种是利用静止圆盘电极测定扩散系数,另一种是用旋转圆盘电极测定扩散系数。实验结果表明:乙酰基二茂铁在圆盘电极上的氧化还原反应为扩散控制的可逆过程,氧化还原峰电位差ΔEp≈56.5mV,电子转移数n=1。通过测定静止圆盘电极的电流-电位曲线,得到AFc的扩散系数Da=4.74×10-5 cm2/s,AFc+的扩散系数Dc=4.47×10-5 cm2/s。而通过测定旋转圆盘电极上的峰电流与电位扫描速率关系曲线,得到的AFc的扩散系数Da=5.20×10-5 cm2/s,AFc+的扩散系数Dc=5.07×10-5 cm2/s,比静止圆盘电极测定扩散系数略高。同时测定电极反应的还原过程的速率常数kfc=7.17×10-3 cm2/s,氧化过程的速率常数kfa=8.31×10-3 cm2/s。     

铁氰酸镍复合修饰电极的电化学行为及其电催化研究

利用化学沉积技术制备了NiHCF/石墨粉/MTMOS复合修饰电极,研究了NiHCF/石墨粉/MTMOS复合修饰电极作为安培型L-半胱氨酸传感器的电化学行为.NiHCF修饰电极在不同扫速的循环伏安行为表明在-0.1～ 0.7 V电位窗内,半波电位(E1/2)为 0.393 V的可逆氧化还原波为[FeⅢ(CN)6]3-/[FeⅡ(CN)6]4电对;在扫速小于100 mV/s时,阳极峰电流与扫速成很好的线性关系;当扫速大于120 mV/s时,阳极峰电流却与扫速平方根成正比,电极反应被扩散过程所控制;NiHCF修饰电极催化L-半胱氨酸结果表明NiHCF的引入明显降低了催化氧化电位;实验结果表明L-半胱氨酸在1×10～2×10-2mol/L内,电流响应性与浓度成很好的线性关系,电极的检测限为2.6×10-6mol/L.NiHCF/石墨粉/MTMOS复合修饰电极制备方法简单,电极稳定性高,表面可以更新,为三维复合电极在电催化中的应用和研究提供了新的方法.     

维生素B_(12)在碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学行为

固载于碳纳米管上的维生素B12(VB12)能保持良好的生物活性,在碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC)表面能进行有效的、稳定的直接电子转移,其循环伏安曲线表现出两对氧化还原峰,式量电位EO'几乎不随扫速(至少在10～100 mV/s的扫速范围内)而变化,其平均值分别为(0.173±0.004)V和(-0.773±0.004)V(vs.SCE,pH 7.0);式量电位与溶液pH的关系表明VB12的直接电化学是无质子参与的电极过程。进一步实验结果表明固定在CNT/GC电极上的VB12能保持其对H2O2的生物电催化活性,可用于H2O2的高灵敏度检测;H2O2浓度在4×10-5mol/L～4.5×10-2mol/L范围内时,VB12催化还原电流与H2O2浓度有良好的线性关系。     

层层自组装复合电极用于检测牛奶中三聚氰胺

研制一种新型、简单、低成本的电化学传感方法,用于检测乳品中的三聚氰胺.首先将氧化石墨烯涂到电极上,制备GO/GCE修饰电极;然后利用层层自组装方法,把1,4-二硫苏糖醇(DTT)、金纳米粒子、L-半胱氨酸(L-Cys)组装到修饰电极表面,制备了GO/DTT/AuNPs/L-Cys/GCE复合电极,用来检测三聚氰胺.通过电化学阻抗和循环伏安行为探讨该修饰电极检测三聚氰胺的作用机理,同时优化了实验条件.该复合电极检测范围在1. 0×10~(-7)～1. 0×10~(-3)mol/L内呈良好线性关系,最低检测浓度为1. 0×10~(-8)mol/L.该修饰电极选择性和重现性好,用于牛奶样品中三聚氰胺的检测,回收率为98. 3%～99. 95%,有实际应用价值.