室温离子液体-血红蛋白基生物传感器的制备及其在测定氧气中的应用

制备并研究了室温离子液体和血红蛋白修饰电极的电化学行为.在磷酸缓冲溶液中,在HB/IL/BPG修饰电极上可观察到一对可逆的氧化还原峰存在,其氧化、还原峰电位分别位于0.014V和-0.038V(vs.A g/A gCl),室温离子液体——溴化1-(3-氨基丙基)-3-甲基咪唑对血红蛋白的直接电化学表现出明显的促进作用.进一步实验表明,吸附于电极表面的血红蛋白能保持其生物活性,对氧气的电化学还原表现出明显的催化作用,构建了定量测定氧气的生物传感器,方法检出限为4.23×10-8 mol·L-1。     

离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐对CO2电催化还原的活化机理研究

利用线性伏安、塔费尔动力学和电化学交流阻抗的表征手段,研究了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([Bmim]Br)和碳酸丙烯酯构成的电解液中,离子液体对CO_2在Ag片电极电还原过程中的活化作用机理。线性伏安和塔费尔动力学测试表明:以[Bmim]Br作电解质时,CO_2电催化还原的起始还原电位正移,并有效促进CO_2被还原为CO_2~(·–)。电化学交流阻抗测试发现:咪唑阳离子[Bmim]~+在Ag片电极上发生吸附,并与CO_2~(·–)相互作用形成了[Bmim-CO_2]_(ad)中间体,降低了电催化还原CO_2反应的活化能,促进了CO_2的转化。     

现场表面增强红外光谱法研究离子液体/电极界面结构

采用现场表面增强红外光谱法(SEIRAS)对金电极与离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐([Bmim][OTf])的界面电化学双电层结构进行了研究.循环伏安结果表明离子液体[Bmim][OTf]在金电极上的电化学窗口为4.0 V以上.SEIRAS结果显示阴阳离子在电极表面上发生脱吸附的电位区间以及阳离子和阴离子在电极表面上发生竞争的共吸附,同时阴阳离子在金电极界面上的脱吸附有显著的延迟效应产生,其原因与离子的表面吸附能和马德龙(Madelung)位能综合作用有关.     

离子液体BMIMBF4溶液中电化学还原苯甲醛合成苯甲醇

温和条件下,运用循环伏安法研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 (BMIMBF₄) 离子液体中苯甲醛在Ag电极上的电化学还原行为.结果显示,苯甲醛的还原峰在 -1.8 V (vs.Ag).以Ag片作工作电极,Mg棒作牺牲阳极,在单室型电解槽中恒电流还原苯甲醛制备苯甲醇,收率为70%,选择性为100%.     

离子液体预富集-火焰原子吸收法测定头发中痕量锂

制备了5种离子液体1-烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[CnMIm][PF6](其中n=4,6,8,10,12),用于头发中超痕量锂的预富集.锂(I)在萃取剂磷酸三丁酯(TBP)、协萃剂FeCl3作用下形成LiFeCI4·2TBP配合物而被萃取进入离子液体介质.有机相中加入盐酸分解锂配合物而使锂(I)进入水相,其水溶液直接用于火焰原子吸收法测定锂.最佳萃取条件:V(TBP):V(IL)=9:1;水相酸度(HCl):0.03 mol/L;相比(V(O):V(A))=7:1;n(Fe):n(Li)=2:1.在此条件下,锂的一次萃取率和反萃率达到78%和90%,富集倍数在100倍以上.机理研究表明,Li+与TBP和FeCl3形成极性较小的LiFeCI4·2TBP络合物而被萃取进入有机相,在有机相中加入盐酸因H+极化强于Li+而将Li+置换重新进入水相.预富集结合火焰原子吸收法应用于头发中超痕量锂的测定,检出限为2.5 ng/L,精密度0.05%,结果令人满意.     

金属镍基体表面熔盐电沉积制备石墨涂层

在Li F-Li2CO3熔盐体系中电化学还原碳酸根离子,在镍阴极表面得到石墨涂层.通过循环伏安法研究了碳酸根离子的电化学行为,结合扫描电镜研究了温度和沉积电位对涂层表面形貌的影响,并对涂层性能进行了测试.结果表明:碳酸根电化学还原为碳的反应是一个不可逆过程;在690℃,-1.5 V电沉积时阴极表面形成了呈锯齿状结合的渗碳层.在-1.1 V电沉积时涂层表面形貌呈球形颗粒状,-1.5 V电沉积时涂层呈晶须状.石墨涂层使金属镍在3.5%的氯化钠溶液中的自腐蚀电位增加了739 m V.     

离子液体中钯电极上氧分子电化学还原反应初探:水的影响

本文通过循环伏安法分别研究了在酸性水溶液与离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)中钯电极上的氧还原反应(ORR),并探究了离子液体中质子供体(水)的引入对氧电还原反应的影响.结果表明,与酸性水溶液中钯电极上氧还原反应的4电子途径不同,在质子惰性的[Bmim]BF4离子液体中钯电极上的氧还原是通过1电子途径进行,还原生成离子液体中能稳定存在的O2●-,且该反应有较好的可逆性.而在离子液体中引入少量水后,氧还原反应逐渐向不可逆的2电子途径转化,生成过氧化物.     

钒电池电解液伏安行为研究

用电化学法研究了钒离子浓度、支持电解液硫酸浓度、扫描速度以及加入如EDTA等添加剂后在石墨电极上的循环伏安行为,探讨了不同温度热处理石墨电极下的循环伏安行为,以及重铬酸钾活化处理与不进行任何处理的石墨电极的可逆性。结果表明:出现了V(IV)/V(V)电对的氧化和还原峰,而且扫描速度和支持电解液硫酸浓度的增大都使峰值电流增大,但钒离子浓度的增大反而使峰值电流减小,而加入添加剂对峰值几乎没有影响;热处理对石墨电极表面的活性有所提高,活化处理对V(IV)/V(V)电对的氧化和还原可逆性没有明显的提高,但对于V(Ⅲ)/V(Ⅱ)电对的可逆性有显著的增强。     

烷基咪唑/五氧化二钒插层化合物的组装、表征及性能

以两种烷基咪唑类离子液体(13,-二甲基咪唑碘、1-丁基-3-甲基咪唑碘)为插层客体,通过氧化还原的方法,合成了烷基咪唑/V2O5的插层化合物。采用FT-IR、XRD、UV-vis DRS和元素分析对其结构组成进行了分析,结果表明1-丁基-3-甲基咪唑1、,3-二甲基咪唑离子已被插入到V2O5层间。电镜结果表明,所合成的材料是具有层状结构,且形貌像稻草束的纳米烷基咪唑/V2O5插层化合物。此类插层材料在水溶液中对亚甲基蓝具有很强的吸附能力,是一类对亚甲基蓝具有特殊吸附性能的新颖插层化合物。在一定条件下,该类插层化合物对染料甲基橙具有良好的光降解效果。     

聚1-[3’-(N-吡咯)丙基]-3-丁基咪唑离子液体膜电极测定双酚A

合成了1-[3＇-（N-吡咯）丙基]-3-丁基咪唑离子液体,采用电位阶跃技术制备了该离子液体聚合物膜修饰玻碳电极,利用扫描电子显微镜（SEM）和交流阻抗谱（EIS）表征了该膜修饰电极的表面形貌和电化学性能,通过伏安法研究了双酚A在该膜修饰电极上的电化学行为.结果表明：双酚A在聚离子液体膜修饰电极上只有一个不可逆氧化峰,氧化峰峰电流比在裸玻碳电极上显著增强.峰电流与双酚A浓度在1.0×10-8～1.0×10-5mol/L之间线性关系良好,检出限为8.0×10-9mol/L（S/N=3）.该法可用于测定塑料瓶中双酚A.     

离子液体EMBF4中对硝基甲苯电还原的研究

采用循环伏安法研究了离子液体EMBF4(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸)中对硝基甲苯在微铂电极上的电还原特性.实验结果表明:在EMBF4中,对硝基甲苯能够进行电还原反应,随着对硝基甲苯浓度增加,循环伏安曲线峰1和峰2的峰电位负移,峰电流增加;随着电解液中水浓度的增加,循环伏安曲线峰1峰电位正向移动,峰2峰电位负向移动,峰1和峰2的峰电流都增大;对硝基甲苯在离子液体EMBF4的电还原过程中扩散是其主要的控制步骤.     

聚苯胺在离子液体中的电合成及其电催化性质

以离子液体1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐（BMIMBF₄）作为溶剂及电解质,运用循环伏安法在玻碳电极上实现了电化学氧化聚合苯胺.聚苯胺膜修饰玻碳电极在空白离子液体及酸性溶液（pH＝0～4）中均有较好的响应,并且对邻苯二酚及对苯二酚有很好的电催化效果.     

[BMIM]BF4氧化萃取脱除模拟汽油中噻吩的研究

目的研究1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体的脱硫作用。方法采用间接合成法制备1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体,通过单因素实验考查脱硫过程的影响因素。结果在剂油比φ(IL)∶φ(oil)=0.8,萃取温度T=50℃,氧化时间t=180min,V(H2O2)=2.5 mL时,[BMIM]BF4离子液体氧化萃取脱硫率可达87.1%。结论 1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体对模拟汽油中的噻吩有很好的脱除效果。     

酸性离子液体催化合成柠檬酸三丁酯

目的：以离子液体1-（3-磺酸基）丙基-3-甲基咪唑硫酸盐（[PSmim][HSO4]）为催化剂催化合成柠檬酸三丁酯.方法：合成离子液体1-（3-磺酸基）丙基-3-甲基咪唑硫酸盐,并作为催化剂催化合成柠檬酸三丁酯.离子液体与浓硫酸的催化合成TBC的活性差异进行比较. 结果：离子液体催化合成柠檬酸三丁酯催化效率高与浓硫酸,柠檬酸三丁酯平均收率在91.50％,浓硫酸催化TBC平均收率86％.离子液体[Psmim][HSO4]与柠檬酸三丁酯均以NMR表征.结论：酸性离子催化合成TBC具有清洁、重复利用、催化活性高及后处理简便等优点.     

以MnO2为氧化剂制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺

在70℃下用化学方法制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺,收率为86.6%,并以IR对其进行了结构表征.在此基础上,以电化学方法在超声波震荡下,在稀碱溶液中,阳极生成几纳米至几十纳米尺寸的MnO2,可将2-氰基-3-甲基吡啶氧化为3-甲基-2-吡啶甲酰胺,自身被还原为MnOOH.MnOOH旋即在阳极上又被氧化生成MnO2,MnO2/MnOOH电对在阳极区中循环发生,电流效率66.1%.     

修饰碳糊电极H_2O溶液中BQ对CO_2的电化学捕获

利用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF_6)修饰的碳糊电极(CILE)作为反应界面,开展H_2O溶液中苯醌(BQ)对CO_2捕获的电化学研究.结果表明:离子液体修饰的碳糊电极相较于普通碳糊电极具有较低的电荷传递电阻、更好的电子转移可逆性.利用电化学和现场红外光谱电化学技术实现宏观和微观的同步观察,探讨电化学过程中各物种的变化.结果表明:BQ电化学还原产物BQ~(-·)与CO_2作用,生成[BQ…CO_2]~(-·),随后进一步还原为[BQ…CO_2]~(2-).随着BQ浓度的增加,CO_2的转化捕获逐渐增多,当BQ达到一定浓度后,CO_2消耗量基本保持不变,过量的BQ发生电化学还原生成BQ~(2-).     

一维配位聚合物{[Cu（tzda）（H2O）3]·3．5H2O}n的合成、晶体结构及电化学性质

合成了一维配位聚合物{[Cu（tzda）（H2O）3]·3．5H2O}n（H2tzda为1,3,4-噻二唑-2,5-二硫代乙酸）,对其结构进行了红外、元素分析和X射线单晶衍射测定．配合物属单斜晶系,空间群C2／c,晶胞参数a=1．9073（12）nm,b=0．7134（4）nm,c=2．3635（15）nm,β=91．3780（10）°,Z=8．金属中心Cu（Ⅱ）离子呈现出五配位,处于四角锥的配位环境;配体阴离子tzda2-采用双（单）齿配位模式将Cu（Ⅱ）离子连接成一维链状结构．配合物的电化学研究表明：在-0．3—0．4V电位范围内,Cu2＋／Cu＋电对在电极上的氧化还原反应过程是准可逆过程且受扩散控制．     

咪唑类离子液体的亲疏水性对电润湿器件性能的影响

文中研究离子液体应用于电润湿显示器件的导电流体性能. 选取极性较大的乙基咪唑为离子液体的阳离子,改变阴离子的亲疏水性,对比了几种离子液体的温度窗口、粘度等物理性质,并重点研究了离子液体亲疏水性对电润湿特性、油墨萃取、器件响应等方面的影响. 同时,在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的阳离子上添加羟基基团,得到具有更强亲水性的离子液体. 结果表明:亲水性高的离子液体在介电材料含氟聚合物表面的初始接触角比较大,对油墨中染料的萃取程度比疏水性离子液体弱,证明了电润湿器件更适合选取亲水性高的离子液体作为导电流体. 最后,以1-乙基-3-甲基咪唑二腈胺盐离子液体作为导电流体制备的电润湿器件得到了较佳的电学和光学响应性能.     

四氟硼酸螺环季铵盐混合型离子液体电解液的制备和电化学性质研究

采用一种新型的有机电解质盐四氟硼酸螺环季铵盐[(C4H8)2N][BF4],与1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐离子液体([Bmim][PF6])以不同摩尔比混合形成了离子液体基电解液,以活性炭为电极,组装成超级电容器,通过循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试方法来研究其电化学性能.结果表明,超级电容器具有良好的电容特性、可逆性及循环特性,且电化学窗口可以达到4.8 V,是一种具有应用潜力的超级电容器电解液.     

咪唑基离子液体与小分子相互作用的理论研究

采用密度泛函理论考察了1-乙基-3-甲基咪唑四氟合硼酸盐（[EMIM][BF4]）和2-甲基噻吩（2-MT）、正己烷（HEX）、异丁基硫醇（IBT）的相互作用。采用GGA/PW91和DNP基组优化了结构,并用NBO和AIM分析了[EMIM][BF4]和2-甲基噻吩（2-MT）、正己烷（HEX）、异丁基硫醇（IBT）的氢键相互作用。[EMIM][BF4]离子对最稳定的气相结构表明,[BF4]-阴离子的F原子和咪唑环上C2-H2的氢键作用在形成离子对中起重要作用。[BF4]-阴离子和[EMIM]＋阳离子支链发生氢键作用。[BF4]-阴离子趋向于C2-H2形成氢键,这说明,2-甲基噻吩（2-MT）、正己烷（HEX）、异丁基硫醇（IBT）吸附在[EMIM][BF4]上没有改变离子液体离子对的主要作用。[EMIM][BF4]和2-甲基噻吩发生π···C-H和氢键作用,而[EMIM][BF4]和正己烷（HEX）、异丁基硫醇（IBT）主要发生氢键作用。相互作用能表明,2-甲基噻吩优先吸附在离子液体上。