金电极羧基化表面的构建及电化学表征

在金电极表面制备了对羧基苯硫酚（4-MBA）自组装单分子膜,构建了1种羧基功能化表面,利用循环伏安法和交流阻抗法对4-MBA自组装单分子膜电极（4-MBA/Au）进行了电化学表征,采用Randles等效电路对阻抗复平面图进行模拟,确定该电极体系的等效电路以及电化学参数,通过电荷传递电阻Rct求出电极的表面覆盖度为97.5%.结果表明,pH对4-MBA/Au的电化学特性有较大影响,随着pH的增大,循环伏安图中的阳极峰电流、阴极峰电流逐渐减小,电阻逐渐增大;交流阻抗法表征也得到了同样的结论,阻抗复平面图上半圆的直径随pH的增大而增大,即电荷传递电阻Rct逐渐增大.因此,通过改变pH,可控制表面羧基基团的结构状态.     

高半胱氨酸SAM膜电极的制备及其电化学行为研究

研究了高半胱氨酸在金电极上形成单分子自组装膜的条件，并利用循环伏安法，交流阻抗谱研究了[Fe(CN)6]^3-/4-在高半胱氨酸SAM膜电极上于不同pH值溶液中的电化学行为。循环伏安结果表明，在pH大于高半胱氨酸等电点的溶液中，[Fe(CN)6]^3-/4-在膜电极上的循环伏安曲线峰电流明显降低，峰分离差增大，说明随pH值的增加，[Fe(CN)6]^3-/4-离子对在SAM膜电极上的可逆性变差；交流阻抗图谱显示，由于SAM膜电极表面带负电荷时，[Fe(CN)6]^3-/4-难以靠近电极表面，使其与电极表面的电子交换反应变得困难，在SAM膜电极上的电化学反应电阻Rct明显增加，并且随电解质溶液的pH增加而增加。     

自组装溶液酸度对L-半胱氨酸自组膜的结构与性能的影响

L-半胱氨酸（L-Cys）自组装单分子膜（SAM）已在化学传感器及生物传感器研究领域得到了广泛应用.但是,L-Cys SAM容易通过静电吸附或分子间氢键形成二聚体,而降低表面功能基团的活性,进而对生物传感器的性能产生不利影响.首先在不同pH条件下,将L-Cys自组装在金电极表面,用循环伏安法、交流阻抗法和偏振模式傅里叶变换红外反射吸收光谱法对L-Cys SAM进行表征.结果表明,在pH 3.0的醋酸盐缓冲溶液中于金表面上制备L-Cys SAM可以较为有效的抑制二聚体的形成,为蛋白质的固定化提供了理想的界面,为进一步制备免疫传感器、酶传感器等生物传感器提供了技术支持.     

12烷基硫醇自组装膜膜电阻与过电位的关系

应用交流阻抗技术研究了12烷基硫醇自组装膜（SAM）修饰金电极在2mmol/L Fe(CN)6^3-/Fe(CN)6^4-溶液中的电化学行为。无“针孔”缺陷的SAM修饰电极对溶液中电对的电子转移具有良好的阻碍作用，在所测定的外加直流电位下，12烷基硫醇自组装膜修饰金电极在Fe(CN)6^3-/Fe(CN)6^4-溶液中的电化学交流阻抗谱均表现为半圆形式。指出了自组装膜修饰电极在Fe(CN)6^3-/Fe(CN)6^4-溶液中的行为实质上主要反映了膜自身的电阻特征，发现表观电阻ln(1/R2)与η^1/2之间具有良好的线性关系，应用有机超薄绝缘膜的Poole-Frenkel效应对此进行了解释。     

超氧化物歧化酶模型化合物在金电极上的分子自组装

采用3-巯基丙酸在金电极上自组装得到自组装单分子层(SAM),再利用DCC作酰胺键偶合剂,将超氧化物歧化酶(SOD)模型化合物Fe(IDB)Cl3(简称Fe-MSOD,IDB为N,N-二(2′-苯并咪唑甲基)亚胺)共价键合到自组装在金电极表面的3-巯基丙酸单分子层上,构筑了一种超氧化物歧化酶模型化合物分子组装体系膜修饰电极(Fe-MSOD/3-MPA/Au).采用电化学循环伏安法、交流阻抗法对该修饰电极进行了表征.初步探讨了此修饰电极的电化学氧化还原性质.     

MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征

运用自组装和电化学组装法,将MPA包裹的银纳米粒子修饰到金电极表面,制备成银纳米粒子单层和多层膜修饰电极. 循环电压-电流和电化学阻抗谱测定结果表明:以MPA包覆的银纳米粒子修饰电极的氧化电位明显负移,显示出银纳米粒子具有更高的活性. 以0.5mmol/L的K3[Fe(CN)6]溶液为检测体系,电化学阻抗谱测试得出电极表面对探针分子的阻碍作用有所增加. 循环电压-电流结果表明:与单层膜修饰电极相比,多层膜修饰电极的峰电流显著增加.     

纳米金在DNA电化学传感器中的应用研究

利用自组装单分子膜原理,通过层层组装的方法将金纳米粒子(AuNPs)和DNA探针分别固定到金电极表面制备成探针电极。结果表明纳米金可以使响应电流大大增强,有利于提高检测的灵敏度;同时DNA自组装到纳米金修饰的金电极上,形成一层致密的分子膜,可使响应电流下降。     

超氧化物歧化酶模型化合物在金电极上的分子A组装

采用3-巯基丙酸在金电极上自组装得到自组装单分子层(SAM)，再利用DCC作酰胺键偶合剂，将超氧化物歧化酶(SOD)模型化合物Fe(IDB)CI3(简称Fe-MSOD，IDB为N，N-二(2’-苯并咪唑甲基)亚胺)共价键合到自组装在金电极表面的3-巯基丙酸单分子层上，构筑了一种超氧化物歧化酶模型化合物分子组装体系膜修饰电极(Fe-MSOD／3-MPA／Au)．采用电化学循环伏安法、交流阻抗法对该修饰电极进行了表征．初步探讨了此修饰电极的电化学氧化还原性质．     

抗体在自组装单分子膜上的共价键固定化及其传感性能研究

在单晶金片电极上制备了巯基十一酸[SH(CH2)10COOH]自组装单分子膜,利用1-乙基3-(3-二甲氨基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS),将抗体(纯化羊抗小鼠IgG)以共价键形式固定在金电极上,分别测定了裸金电极、自组装单分子膜电极、抗体膜电极的电位响应,最后根据抗原、抗体反应前后电极电位的变化,对游离抗原进行检测,电极检测下限可达0．5／μg／L,检测范围为0．5～12μg／L．     

自组装巯基环肽单层膜修饰金电极电化学行为的研究

应用循环伏安及交流阻抗技术研究了巯基环肽自组装单层膜修饰金电极的电化学行为，证明了巯基环肽分子能够在金表面形成一定覆盖度的吸附层，同时考察了金/巯基环肽自组装单层膜电极在不同pH值的KCl溶液中的电化学行为。为深入研究巯基环肽的膜结构及性质打下了必要的基础。     

细胞色素C在SAM修饰电极上的电化学行为

应用循环伏安法研究了细胞色素c在2-氨基乙硫醇自组装膜修饰金电极上的电化学行为。结果表明，细胞色素c在2-氨基乙硫醇修饰的金电极上的电子传递过程为—扩散控制的可逆反应，2-氨基乙硫醇自组装膜可用作细胞色素c电子传递的有效促进剂。依据电化学石英晶体微天平和电化学交流阻抗谱的测量结果，讨论了单分子膜的组装过程及其对促进细胞色素c电子传递的作用机制。     

磷酸铁锂动力电池阻抗谱参数分析

以电动汽车用动力锂离子电池为测试对象,通过等效电路拟合实际测量的电化学阻抗曲线来分析电池电极系统的动力学过程,并选取等效电路模型在不同荷电状态下的参数分析不同交流阻抗组份及阻抗特性对电池充放电特性的影响。 结果表明:基于阻抗谱测试得到的等效电路模型参数有利于得出更高精度的电池电荷转移阻抗以及扩散阻抗,并且较好地区分电化学极化和浓差极化,可以用于分析不同温度和不同荷电状态的电池充放电性能。      

Na/Al对赤泥-煤系偏高岭土地聚合物电化学响应的影响

本文对养护28d龄期不同Na/Al条件下的赤泥-煤系偏高岭土地聚合物的单轴抗压强度和电化学阻抗响应进行了系列测试和分析。根据地聚合物中离子扩散的特点,建立了基本等效电路模型,利用ZSimDemo3.30d软件拟合与解析等效电路,分析各电路元件参数与Na/Al的关系。结果表明,赤泥-煤系偏高岭土地聚合物的抗压强度随着Na/Al的增大呈先增大后减小的趋势。电化学阻抗谱测试结果显示,Nyquist图均呈现高频区扁平容抗弧和低频区不明显的扩散曲线;等效电路模型为R(Q(RW)),且随着Na/Al的增大,地聚合物体系的总电阻和硅铝酸盐凝胶中的双电层电容均呈先增大后减小的趋势,而电荷转移电阻随着Na/Al的增大呈减小趋势。本研究运用电化学阻抗谱技术对地聚合物的电化学阻抗特征进行分析,揭示了赤泥-煤系偏高岭土地聚合物抗压强度随Na/Al的变化规律,同时也证明了电化学阻抗谱技术运用于地聚合物强度测试的可行性,为地聚合物无损检测技术提供新思路、新手段。     

镉污染粉土电化学特性试验研究

基于电化学测试技术,将电化学阻抗谱(EIS)理论与测试技术应用于镉污染粉土内部结构和电化学特性的研究。通过试验得出镉污染粉土的Nyquist图表现为一个时间常数的容抗弧,Bode图中阻抗模值受污染介质含量和频率的影响;模拟分析得到镉污染粉土的等效电路模型,主要包括溶液电阻、固液界面电阻和固体颗粒表面双电层电容三个主要电学元件;通过拟合等效电路参数值后得出:溶液电阻随着污染介质含量的增大呈对数减小,固液界面电阻随着污染介质含量的增大呈线性减小;固体颗粒表面双电层电容随着污染介质含量的增大呈指数增大。     

基于双链DNA的苯酚传感器的研究

首先在玻碳电极(GCE)表面电聚合硫堇,得到聚硫堇修饰玻碳电极(PTh/GCE),然后在PTh/GCE上依次电沉积普鲁士蓝-金纳米复合物(PB-Au)和金纳米粒子(GNPs),最后利用滴涂法固定双链DNA,制备一种基于双链DNA的苯酚传感器(dsDNA/GNPs/PB-Au/PTh/GCE).利用循环伏安法和电化学交流阻抗技术对传感器的制备过程进行了表征,研究了亚甲基蓝(MB)和[Fe(CN)_6]^(3-/4-)的协同指示剂作用,测试了苯酚传感器的响应性能,考查了传感器的一致性和抗干扰能力,最后对某制药厂的含酚废水进行了检测.结果表明,在1×10(3-/4-)的协同指示剂作用,测试了苯酚传感器的响应性能,考查了传感器的一致性和抗干扰能力,最后对某制药厂的含酚废水进行了检测.结果表明,在1×10^(-3)(-3)¹×101×10^(-8)mol/L范围内,MB峰电流与苯酚浓度呈现良好的线性关系,相关系数为0.995 8,检出限为2.36×10(-8)mol/L范围内,MB峰电流与苯酚浓度呈现良好的线性关系,相关系数为0.995 8,检出限为2.36×10^(-13)mol/L,该传感器一致性好,并具有一定的抗干扰能力,在环境监测领域具有广阔的应用前景.     

交流阻抗法评价氟改性乙烯基酯树脂的耐腐蚀性

用甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFHMA）对乙烯基酯树脂（VERs）进行共固化改性,采用FT-IR和XPS分析了固化物结构及表面性能,并采用交流阻抗（EIS）分析了不同氟含量的树脂涂层在质量分数为3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的交流阻抗谱,进行了等效电路、孔隙率及吸水率分析。结果表明,含氟乙烯基酯树脂固化后,氟元素在树脂表面富集;树脂涂层的阻抗值随氟含量的提高而逐渐增加;当DFHMA质量分数为7% 时阻抗值达到最高,且其孔隙率和吸水率均较未改性树脂涂层低;经DFHMA改性的VERs具有良好的抗渗透性和耐蚀性。     

Study on pitting process of 316L stainless steel by means of staircase potential electrochemical impedance spectroscopy

Pitting corrosion of 316L stainless steel in NaCl solution was investigated by means of staircase potential electrochemical impedance spectroscopy (SPEIS). The investigation focused on the transition of stainless steel from the passive state to pitting corrosion. Based on the evolution of electrical parameters of the equivalent electrical circuit, it is suggested that the most probable mechanism of pit creation is the film breaking model. The result demonstrates that staircase potential electrochemical impedance spectroscopy is an effective method for the investigation of pitting corrosion.     

航空Al-Cu-Mg合金剥落腐蚀行为

采用TEM、电化学等分析方法和手段,对在剥落腐蚀溶液中浸泡不同时间的Al-Cu-Mg合金的剥蚀敏感性及电化学阻抗(EIS)进行研究,分析剥落腐蚀的动力学过程. 实验结果表明,2524-T4态合金具有良好的耐剥落腐蚀性能,高Cu含量的第二相粒子是影响合金剥蚀行为的主要因素,合金浸泡2 d后才可见明显的点蚀,浸泡4 d后局部出现剥蚀现象. 根据EIS及EIS等效电路的拟合分析合金的剥蚀行为,发现其动力学过程主要由点蚀的诱导形成、点蚀发展及轻微的剥蚀形成三个阶段组成,而腐蚀的界面反应依次经历氧化膜的溶解、表面腐蚀产物的形成、吸附及脱落的一系列过程.     

硫脲对BH-4在铜电极上电化学氧化行为的影响

使用循环伏安法、电化学交流阻抗法研究了铜电极上BH4-在不同硫脲浓度时的电化学氧化行为。实验结果表明在扫描速率40 mV/s时,硫脲存在时BH4-氧化峰比没有硫脲存在时明显增大;根据DBFC电池特征设计出等效电路(R(Q(RW))),对交流阻抗实验数据进行了拟合,结果表明,该等效电路与实际测量结果基本一致,具有较高的精确性;循环伏安和交流阻抗实验均表明,适当的硫脲可抑制DBFC阳极的析氢副反应。