电极防吸附膜研究

在电化学分析及电极过程动力学研究中,表面活性剂在电极上的吸附,常使测量结果受到严重影响。这在天然水,特别是海水的反向极谱分析中,由于大量的表面活性剂及悬浮体的存在,及溶液进行搅拌,影响特别严重。本文研究了电极防吸附膜,有效地解决了固定电极表面吸附问题,并且研究了防吸附电极的特性及机理。     

由局外粒子吸脱附诱导的一类新的电化学振荡

自组织现象和理论研究是当今科学前沿之一.化学的基本规律是非平衡和非线性的,近年来随着非线性动力学的发展,有关金属阳极溶解和电催化等电极过程中的电流或电位振荡现象的研究成为一个热点课题[1～3].电化学振荡大都对应着电极表面的阻化、活化交替过程[4],如金属阳极溶解过程中难溶性盐膜的生成和溶解,电催化过程中中间产物的吸附和脱附,且大多与反应和产物粒子的传质过程密切相关.在金属防腐蚀、电镀和电池等实用电化学体系中有关添加剂性能和机理的研究具有重要的理论和实用意义,这些添加剂相当一部分能够吸附到电极表面上通过改变电极…     

光谱电化学中的一种現场研究方法

随着科学技术的发展和多学科间的渗透、交错与相互促进,近代电化学的研究内容已扩展到一些新的领域,如燃料电池、光电化学、半导体电化学、化学电子学、表面电化学以及生物电化学等等。对这些新领域的研究,传统的电化学方法已远远不能适应。因为传统的电化学测试技术和研究方法,主要测量电化学过程中总的电流、电位及阻抗等宏观参量及其随时     

阿霉素在钴离子注入修饰电极上的电化学行为

阿霉素（ADM）在0．005mol.L^-1Tris/0.05mol.L^-1NaCl溶液中,在Co/GCE上有一灵敏的还原峰,。峰电位为－0．62V（对SCE）,峰电流与ADM的浓度有关,用线性扫描和循环伏安等手段研究体系的电化学行为,实验表明,电极过程是受吸附控制的准可逆过程,注入的钴催化了ADM的还原,根据Laviron 吸附理论,求得电极反应速率常数k0=2.15s^-1,电荷转移系数α＝0．62,用X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）等表面分析手段,对离子注入修饰电极表面的元素组成,价态和深度分 布进行测定,钴离子确实对注入在GCE表面,并初步认为,被注入的Co形成的Co-C催化ADM在电极上的还原。     

《应用电化学》

本书在阐明电化学基本原理基础上，系统地讨论了电化学原理在各个相关领域中的应用，涉及到环境科学、能量科学、生物学、信息科学与材料科学等诸多领域的电化学信息，反映出应用电化学学科的综合性、交叉性和实用性．本书共分为三部分：第一部分(第一～五章)为基础篇，主要阐述电化学体系、电解质溶液、电化学热力学、“电极／电解质溶液”界面的结构与性质、电极过程基本动力学性质及电催化等有关基础理论；     

硫酚自组装单分子层修饰金电极的电化学特异性及其应用

近年来,采用“LB”膜和分子自组装技术在电极表面形成的高度有序的单分子层化学修饰电极,由于能在电极表面建立特定的化学微结构而引起人们的关注.用饱和烷烃巯基化合物通过Au-S键在电极表面形成稳定、高度有序的自组装单分子层已有不少报道.本文研究了不饱和巯基化合物硫酚(TP)在金电极表面自组装形成的单分子层修饰电极(Au/TP)的电化学特性;循环伏安和交流阻抗的研究表明Au/TP表现出和阵列微电极相似的电化学特性;探讨了Au/TP电极在复杂电极反应机理的研究及快速电极反应速率常数的测定等方面的应用.     

化学修饰电极

如果在金属或金属氧化物电极表面上用共价键锚合具有一定功能的化学基团,称为化学修饰电极.化学修饰电极是近年来在电化学领域里一项引人注意的进展.它是在气液色谱中化学键合固定相的启发下,于1973至1975年开始发展起来的.虽然历史并不长,但由于它在立体选择性电有机合成、痕量元素的电化学分析、络合物性能研究及电化学研究方面的良好作用,已经受到化学界和生物学界的较大重视.尤其使人感兴趣的是,它有可能为解决当前化学能源     

纳米薄层Pt-Ru及Pt-Pd表面合金电极上CO吸附的原位FTIR研究

以玻碳为基底,通过电化学共沉积的方法制备纳米级厚度的表面剑金电极,运用电化学原位红我反射光谱研究ＣＯ的吸附,结果表明,所制备的Ｐｔ－Ｒｕ和Ｐｔ－Ｐｄ纳米级厚度的表面合金电极均具有异常红外效应,即吸附在不同表面位上的ＣＯ给出了红我谱峰强度增强,其方向与相应金属电极表面获得的谱峰方向相反,研究还显示Ｐｔ－Ｒｕ和Ｐｔ－Ｐｄ表面合金在电催化和表面研究中的重要意义。     

多孔硅中硅量子线横截面尺寸的“恒定”与“台阶”行为

硅是间接禁带半导体,禁带宽度为1.11eV不可能在可见光区发光。1990年,Canham发现电化学阳极氧化制备的多孔硅(porous silicon缩写为PS)样品在室温下出现强烈的光致荧光现象。从此PS引起人们的极大兴趣。大量的实验结果表明PS的光致荧光现象是PS层中的量子限制效应的结果。本课题组曾研究了PS样品制备后的氧化处理与光致荧光谱的关系,从一个侧面支持了量子限制效应导致PS光致荧光的机理。PS的电化学形成过程独具特色,因为硅电极并不像其他电极那样在阳极溶解时表面原子逐层剥落,而是在硅表面形成许多直径为微米至纳米级的小孔,小孔的交叠产生了具有抗溶解特性的一根根很细的硅柱。目前有一些PS形成机理的研究报道,但引入量子限制效应观点的不多。 本文研究了PS的光致荧光谱和制备时的电流密度及HF溶液浓度的关系,结合量子限制效应讨论了PS的电化学形成过程。     

表面吸附对掺硼金刚石电极电化学性能的影响

为了阐明氢吸附和氧吸附对掺硼金刚石薄膜电极电化学性能的影响, 考查了表面氢化和氧化处理后金刚石薄膜的微观形貌和组分, 并分别以氢吸附和氧吸附掺硼金刚石薄膜作为工作电极, 进行循环伏安特性和交流阻抗谱测试. 结果表明, 氧吸附金刚石薄膜比氢吸附薄膜电导率小, 表面粗糙度大, sp³/sp²值小. 氧吸附金刚石薄膜电极具有更宽的电化学窗口, 其空间电荷层电阻和电容更大, 极化电阻也比氢吸附金刚石薄膜电极要大. 另外, 探讨了表面吸附对金刚石薄膜电极电化学性能的影响机理, 不同吸附对薄膜电化学性能的影响主要在于吸附改变了表面能带结构.     

Pt纳米微粒电极上CO吸附的电化学循环伏安和原位FTIR反射光谱

用化学还原法制备铂金属纳米微粒。经TEM表征纳米Pt微粒的平均直径为2.5nm。应用电化学循环伏安法研究了该纳米微粒电极的电化学性质，与本体Pt相比，吸附在Pt纳米微粒表面CO的氧化电流峰较宽。原位傅里叶变换红外反射光谱检测到Pt纳米微粒电极表面的孪生吸附态CO，以及随电极电位变化线型吸附和孪生吸附态CO向桥式吸附态CO的转化过程。还发现了Pt纳米微粒上吸附态CO的增强红外吸收等一系列特殊性能。     

电位平均SERS技术研究物种在整个吸附电位区间的行为

表面增强拉曼散射(SERS)技术是原位研究电化学界面结构的重要谱学工具,但是SERS技术存在一严重的不足之处,即无法在表面物种的整个吸附电位区间定量(半定量)地研究其覆盖度与电极电位的关系。例如,要获得SCN~-弱吸附在银电极上(在电位负于—0.9Vvs SCE的区间)的SERS信号十分困难,尽管电化学测试表明,在此电位区间     

NPAN分子在Au(111)电极上吸附结构的电化学STM研究

用电化学循环伏安法和电化学扫描隧道显微镜(STM)研究了0.1 mol/L HClO₄溶液中偶氮分子4-(4-硝基苯基偶氮)-1-萘酚(NPAN)在Au(111)电极上的吸附. 结果表明, 相对于基底NPAN分子在电极上可以形成稳定的(6×4)单分子结构, 吸附的分子平面与基底相平行. 另一方面, NPAN分子的吸附也可以阻止发生在电极表面上的氧化还原反应. 根据实验结果提出了分子的吸附模型, 解释了分子的STM图像.     

闭合式无线纳米孔电极检测单个外泌体

单个体电化学通过在限域电化学测量界面上检测单个纳米粒子、单个脂质体、单个细胞等的电化学特性,实现对单个体各向异性的研究.这种高度灵敏的电化学方法能够快速测量并区分纳米级单个体的大小和表面电荷等.目前,已在单颗粒催化、环境监测和细胞分析等领域得到应用.本研究通过使用尺寸可控的石英纳米孔作为模板,将贵金属金沉积在石英纳米孔尖端,以形成用于单个体测量的纳米级电化学限域界面,从而制备具有高灵敏度的闭合式无线纳米孔电极.利用该电极构建了单个体电化学测量体系,实现了单个外泌体的检测,获得了信噪比高达25.1的单个外泌体碰撞信号,电化学测量平均电流幅值为15.1 pA,单个信号持续时间为0.4 ms,从而实现了单个外泌体与纳米电极间动态相互作用的实时测量.     

纳米铂钯合金膜电极上CO吸附的异常红外效应

彩和电化学循环伏安共沉积方法在玻碳基底上制备纳米级厚度的纳米铂钯合金膜电极（nm-PtPd/GC）,扫描隧道电子显微镜（STM）观察发现,PtPd合金膜由椭圆形层状晶体组成,电化学原位红外反射光谱显示出吸附在nm－PtPd／GC电极上的CO的红外吸收显著增强、谱峰方向与在Pt、Pd电极表面得到谱峰方向相反、半峰宽明显增加等异常红外效应的特征,测得的红外增强吸收因子随PtPd合金膜厚度的增加发生变化,在实验条件下最大达到38．3。     

锂离子在石墨烯材料中的嵌入脱出机制

采用还原氧化石墨法制备了石墨烯材料, 运用X 射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电、循环伏安和电化学阻抗谱(EIS)等对其结构、表面形貌和电化学嵌锂性能进行了表征. XRD, SEM 和AFM 研究结果表明, 所制备的材料主要为层数少于10 层的石墨烯材料; 充放电结果表明, 石墨烯材料电极具有较高的可逆容量和较好的循环性能, 但也存在较大的首次不可逆容量, 不可逆容量主要归因于首次充放电过程中石墨烯材料表面固体电解质相界面膜(SEI 膜)的形成和充放电循环过程中石墨烯材料的自发堆叠. EIS 结果表明, 石墨烯材料电极表面SEI 膜主要在0.95~0.7 V 之间形成, 测得锂离子在石墨烯材料电极中电化学嵌入反应的对称因子α 为0.446.     

焦磷酸钾溶液中铜的表面状态

焦磷酸盐作为络合剂已广泛地用于金属电沉积过程的实践.尤以焦磷酸盐镀铜最为普遍.可是对这个体系中电极过程的研究是不充分的,且往往存在着某些分歧.对铜在焦磷酸钾溶液中的表面状态的认识也是模糊的.文献上只说,由于条件不同铜电极表面可以生成不同颜色的膜.但是并没有用现代的实验手段(如用循环伏安法)来深刻地进行研究.     

硅表面直接化学镀镍研究

演示了n-Si(100)不经预先活化处理, 可在碱性镀液中直接进行化学镀镍. 考察了镀液pH值和温度对镀层中金属颗粒尺寸的影响, 并运用能量耗散谱(EDS)分析了硅表面上化学镀层的元素组成. 发现温度的提高或镀液pH值的降低会使沉积层中的金属颗粒尺寸增大. 根据半导体电化学原理讨论了镍离子在硅表面还原的可能机理, 化学镀镍晶种的形成主要归因于在碱性溶液中Si表面上水分子捕获半导体电子而产生原子氢.     

就地喇曼光学方法研究电极表面的吸附

最近几年来电化学的研究越来越趋向于采用通常的电化学技术与就地或非就地表面分析技术相结合.这主要是由于传统电化学技术只能测量电极界面所有过程的总和,不能给出电极界面存在物质分子水平的特征.它对界面吸附分子的结构形态只能进行间接的猜测.就地方法在研究分子特性方面起着重要的作用,因为它能表征在电场存在下界面中的电极和溶液的本质和结构,而非就地的方法只能给出关于     

联吡啶钌络合物敏化钠晶多孔TiO_2薄膜电极光电性能研究

用有机光敏染料敏化半导体电极,拓展其光谱响应,可以改进宽禁带半导体的光电转换性能。近来,Graetzel研究联吡啶钉络合物敏化纳晶多孔TiO_2薄膜,使光电转换效率大大提高,进一步证明这是提高半导体光电性能的一个非常有效的措施。联吡啶钌络合物有较强的可见光吸收,其氧化态稳定性高,是一种理想敏化剂。为设计、发展新型有机光敏体系、进一步提高敏化效果,本文研究联吡啶钌的空间结构因素和纳晶多孔TiO_2薄膜电极的表面处理改性对其敏化性能的影响。