Pt和Sb、S吸附原子修饰的Pt电极上正丙醇氧化的CV和EQCM研究

运用电化学循环伏安法和石英晶体微天平研究了正丙醇在Pt电极和以Sb、S吸附原子修饰的Pt(Pt/Sbad和Pt/Sad)电极上的吸附和氧化过程.从电极表面质量变化角度指出正丙醇的氧化与电极表面氧物种有着极其密切的关系.Pt电极表面Sb吸附原子能在较低的电位下吸附氧,可显著提高正丙醇电催化氧化活性,与在Pt电极上相比较,正丙醇氧化的峰电位负移了0.29V,峰电流增加了近2倍.相反,Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种,饱和吸附S原子的Pt电极上正丙醇的电氧化受到抑制.本文从表面质量变化提供了吸附原子电催化作用的新数据.

PANI膜电聚合过程及电控分离苯酚的EQCM研究

通过电沉积方法在镀铂石英晶片上制备了导电聚苯胺(PANI)膜,采用电化学石英晶体微天平(EQCM)技术探讨了苯胺聚合机制及在苯酚溶液中的氧化还原特性.在0.5 mol/L硫酸溶液中结合循环伏安法考察了PANI膜在完全还原态(L)-半氧化态(E)-完全氧化态(P)之间的电活性和稳定性;在不同浓度的苯酚溶液中结合恒电压阶跃法和傅里叶红外光谱(FTIR)考察了PANI薄膜电控分离苯酚的性能.结果表明,苯胺在聚合过程中随着膜厚增加,伴随有离子的掺杂/脱掺杂并导致有规律的质量突变;PANI薄膜在完全还原态-半氧化态之间具有良好的电活性和循环稳定性;薄膜处于半氧化态时溶液中的苯酚置入膜中,处于还原态时膜中的苯酚又可逆地释放到溶液中.通过控制PANI薄膜的电位可以方便地控制苯酚的置入与释放,从而达到分离溶液中苯酚的目的.

油田采出水中聚合物与阻垢剂协同作用的EQCM评价

简介了电化学石英晶体微天平法(EQCM)测定结垢量的原理和所用仪器。在旅大LD10-01油田含钙镁和碳酸氢根离子的结垢性采出水样中,加入不同量膦酸阻垢剂ATMP(0、30、40、60mg/L)和疏水缔含聚合物AP-P4(0,50,100,150mg/L),用EQCM法测定金电极上结垢量随时间(01800s)的变化,结果如下。空白采出水结垢量和结垢量随时间的变化相对不大;ATMP加量为30mg/L时结垢量随时间减小,在更大加量下结垢量随时间急剧增大;AP-P4加量为50mg/L时结垢量最大;同时加入ATMP和AP-P4时结垢量或增大或减小,当二者比例适当时,特别是加入ATMP60mg/L、AP-P450mg/L时,结垢量随时间大幅减小。在含AP-P450mg/L的采出水中分时段加入ATMP,当ATMP总加量为11mg/L时结垢量陡降,继续分批少量加入ATMP时结垢量呈阶梯状缓慢减小。认为AP-P4通过螯合钙离子减轻结垢;ATMP通过螯合和分散作用抑制结垢,并可将生成的垢重新分散在水中。

用EQCM研究油田采出水中聚合物对碳酸钙垢生长的影响规律

油田注聚产出液中,由于残余聚合物具有螯合钙离子的能力,常规化学方法难以准确而快速地评定其结垢趋势。采用电化学石英晶体微天平(EQCM)技术可以准确而快速地对含聚合物采出水进行碳酸钙加速结垢评价。研究表明,极化电位、温度和钙离子浓度对结垢影响较大。电位阴极极化程度越大、温度越高、钙离子浓度越大,结垢趋势越明显,结垢速率越快。线性聚丙烯酰胺(HPAM)使金电极表面结垢速率降低,50 mg/L HPAM抑制结垢的效率大于500 mg/L HPAM。极化电位越大,碳酸钙晶体数量越多、尺寸越大、聚集越明显。HPAM对碳酸钙晶体形貌的影响较大。无聚合物时,结垢产物以六面体晶体状为主。在低极化电位下(-0.6 V),碳酸钙垢晶体为片球状和六面体结构;在高极化电位下(-1.4 V),碳酸钙晶体呈现不规则圆形堆积物(50 mg/L HPAM)或花型结构(500 mg/L HPAM)。电场和聚合物在碳酸钙晶体上的吸附作用是造成这些形貌上差异的主要原因。

EQCM监测高氯酸溶液中金电极上苯二酚电荷转移配合物的沉积

用电化学石英晶体微天平(EQCM)研究了高氯酸溶液中电位环扫过程中邻(间、对)苯二酚/醌电荷转移配合物(CTC)的生成和电沉积。结果发现,邻(对)苯二酚可产生CTC并在电极上沉积,而间苯二酚仅发生电聚合反应。以邻苯二酚为例考察了高氯酸和邻苯二酚浓度及电位扫描速度的影响。红外光谱证实了邻苯二酚/醌CTC的生成。结果发现,添加肝素钠对邻苯二酚/醌CTC的沉积有显著影响,肝素钠质量浓度分别低/高于0.05 g/L时,能增强/减弱沉积现象。EQCM技术可作为一种快速、简便、灵敏的工具可望用于CTC制备过程中的实时监测和筛选。

酸性介质中亚甲基二萘磺酸钠和Cl^-对铜阳极溶出和阴极沉积过程影响的CV和EQCM研究

运用电化学循环伏安(CV)和电化学石英晶体微天平(EQCM)方法研究了酸性介质中亚甲基二萘磺酸钠(NNO)和Cl-对铜阳极溶出过程和阴极沉积过程的影响.结果表明,NNO和Cl-单独存在时都抑制了铜阳极溶出和阴极沉积过程,但当NNO和Cl-共存时,对铜阳极溶出和阴极沉积过程的影响却变小.

Pt电极上1,2-丙二醇吸附和氧化过程的EQCM研究

运用电化学循环伏安法(CV)和电化学原位石英晶体微天平(EQCM)方法研究了0.1mol·L^(-1)H_2SO_4溶液中1,2-丙二醇在Pt电极上的吸附和氧化过程。结果表明:1,2-丙二醇电氧化行为与电极表面氧物种有着密切关系,正向电位扫描中1,2-丙二醇在Pt电极上氧化产生三个氧化电流峰,而一元醇的氧化仅产生二个氧化峰,说明1,2-丙二醇在Pt电极上电氧化过程的复杂性;负向电位扫描中1,2-丙二醇氧化出现阳极支与阴极支相互交错的伏安行为,表明1,2-丙二醇在Pt电极上氧化遵循双途径过程。本文还从表面质量变化的角度提供了1,2-丙二醇反应机理的新数据。

电化学石英晶体微天平技术在导电聚合物研究中的应用综述

导电聚合物作为一类具有高导电性和良好电化学性能的聚合物材料,被广泛应用于传感器、电池、柔性电子等领域。电化学石英晶体微天平(EQCM)是一种灵敏度可达纳克级别的、能提供电化学反应过程中原位质量变化信息的检测技术,具有高灵敏度、高分辨率的优点,已成为研究导电聚合物的有力工具。本文综述了近年来EQCM技术在导电聚合物领域的应用研究,包括聚合物膜的合成机理研究、离子交换和质量传递机制分析以及在能量转换与存储方面的应用。这些研究有望为深入理解导电聚合物的电化学行为和性能调控提供技术支持和借鉴。

普鲁士蓝膜电化学行为的EQCM研究

应用循环伏安法于铂电极上电化学沉积PB膜,并由电化学石英晶体微天平技术(EQCM)原位测量了PB膜电沉积过程的频率响应.研究表明,沉积液中添加邻菲咯啉对PB膜结构有影响.有邻菲咯啉参与沉积的PB Pt/QCM电极对H2O2的电催化还原性能优于不含邻菲咯啉沉积液制备的PB Pt/QCM电极.

酸性和碱性介质中甘氨酸解离吸附和氧化的EQCM研究

用电化学石英晶体微天平 (EQCM)研究酸性和碱性介质中甘氨酸在 Pt电极上的吸附和氧化过程 .结果表明 ,甘氨酸的解离吸附和氧化行为与溶液的酸碱性密切相关 .酸性溶液中甘氨酸吸附较弱 ,碱性溶液中则产生强吸附物 ,且当电位低于 0 V(vs.SCE)时可吸附于 Pt电极表面 .此外 ,碱性溶液中甘氨酸还表现出较高的电氧化活性 .通过 EQCM定量检测上述过程中 Pt电极表面的质量变化 ,测定了不同电位区间 (氢区、双电层区和氧区 )

EQCM在电化学领域中的研究进展

电化学石英晶体微天平(Electrochemical Quartz Crystal Microbalance,EQCM)技术,在进行电化学测量的同时能够得到质量方面的信息,具有其他方法无法比拟的优越性。主要综述了EQCM在电化学合成、电化学沉积与溶解、电极表面吸附与解吸、电极界面修饰膜等方面的研究现状。

碱性介质中甘氨酸在纳米金膜电极上的吸附和氧化

运用原位红外反射光谱(insituFTIRS)和电化学石英晶体微天平(EQCM)在分子水平上研究了碱性介质中甘氨酸在纳米金膜电极上的解离吸附和氧化过程.结果表明,甘氨酸在很低的电位下(-0.8V,vsSCE)就可发生解离吸附.其解离产物氰基(CN-)与电极表面存在较强的化学吸附作用,形成AuCN-物种(红外吸收谱峰位于2100cm-1附近).吸附在纳米金膜表面的CN-给出红外吸收显著增强、红外谱峰方向倒反和半峰宽增加的异常红外效应特征.吸附态CN-在低电位抑制H2O和OH-的吸附,当电位高于0.2V可氧化产生OCN-;进一步升高电位到0.3V则形成Au(CN)-2.溶液相物种OCN-和Au(CN)-2对应的红外吸收峰分别为2169cm-1和2145cm-1.实验结果指出,金以Au(CN)-2的形式溶解是导致电极表面质量显著减少的主要原因.

鸟嘌呤、鸟苷、鸟苷酸的电化学石英晶体微天平研究

利用电化学石英晶体微天平 ( EQCM)研究了鸟嘌呤、鸟苷和鸟苷酸在金电极上的电化学行为 .结果表明 ,三种生物活性分子均能在 1 .1 V电位被氧化 ,对应于它们所含的共同基团嘌呤环中 C N键的氧化 ,根据氧化反应电量和质量的变化 ,求得电子转移数为 4 .氧化电流的大小次序为鸟苷酸 >鸟苷 >鸟嘌呤 ,这可能与三者在电极上的吸附量不同有关 .

自组装膜上细胞色素c的电化学石英晶体微天平实时表征和定量检测

采用电化学石英晶体微天平(EQCM)实时表征和定量检测细胞色素c(Cytc).在压电石英晶振表面上自组装巯基十一酸(MUA)单层膜,以盐酸1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧基,将Cytc共价固化到电极表面.EQCM实时监测了MUA的自组装和Cytc的固化过程,测定了二者在电极表面的覆盖度和Cytc的固化量.结果表明,Cytc在0.03～3.00μmol/L浓度范围内呈线性变化,检测限可达到1.19×10-9mol/L.

四氨基镍酞菁在金电极上成膜过程的研究

采用循环伏安法(CV)和石英晶体微天平技术(QCM)对四氨基镍酞菁(NiTAPc)在金电极上的聚合成膜过程进行了研究,讨论了扫描速率、溶剂、支持电解质及单体浓度对其成膜过程的影响,考察了该聚合膜在无单体电解质溶液中的氧化还原行为及稳定性。借助电化学石英晶体微天平(QCM)重点讨论了过程溶液中离子在膜中传输的机理。

聚鲁米诺膜修饰金电极上对苯二酚的电化学行为

在强酸性溶液中,鲁米诺能在金电极上电氧化聚合得到聚鲁米诺刚性膜,该膜有一对峰形良好的氧化还原峰.该聚鲁米诺膜修饰电极可用于电催化氧化对苯二酚.在0.5mol L-1H2SO4溶液中,该修饰电极上对苯二酚氧化电流的线性范围为5.0×10-6～2.0×10-4mol L-1.

电镀铂/金的金电极上As(Ⅲ)电化学行为的电化学石英晶体微天平研究

采用电化学石英晶体微天平(EQCM)技术研究了Britton-Robinson(B-R,pH=1.8～11.2)缓冲溶液和H2SO4介质中电镀铂/金的金电极上As(Ⅲ)的循环伏安行为。通过实时监测EQCM频率等参数的变化过程并利用预电沉积As(0)放大电极响应信号,考察了两电极上As(0)的电沉积、As(Ⅲ)和As(Ⅲ)组分的吸附特性以及As组分电化学行为的pH依赖性。主要结论如下:(1)As(0)在两电极表面均可电沉积,但在镀铂金电极上更明显,且足量电沉积的As(0)的电氧化过程出现外/内层As(0)依次氧化的两个电流峰;(2)As(Ⅲ)在镀铂电极上可强烈吸附,且被氧化成As(Ⅲ)时解吸,而镀金电极上As(Ⅲ)和As(Ⅲ)的吸附能力均很弱;(3)在pH=1.8的B-R缓冲溶液和0.1 mol/L H2SO4介质中,镀铂/金电极上As(Ⅲ)的电催化氧化电流趋于最大。通过As(Ⅲ)在镀铂/金电极上的吸附预富集和随后的电催化氧化溶出,提出了高敏检测As(Ⅲ)的线性扫描伏安法,检测灵敏度提高约40倍。

电化学石英晶体微天平研究高氯酸钠水溶液中活性炭电极的离子存储行为

以电化学石英晶体微天平(EQCM)为主要测试手段,在不同浓度的高氯酸钠(NaClO4)水溶液中研究了水合离子吸附到活性炭电极孔隙过程中电极的质量变化.对于每种电解液,根据Raman光谱和EQCM数据分别计算了本体溶液中和电极/溶液界面上Na+的水合数.通过比对这两组Na+水合数,探讨了Na+存储到活性炭负极过程中的去溶剂化效应.

阳离子型聚二茂铁硅烷多层自组装膜的研究

用阳离子型的聚二茂铁硅烷(PFS+Cl-)与阴离子型的聚苯乙烯磺酸钠(PSS-Na+)在石英、金材料表面上制备了PFS+-PSS-多层自组装膜.多层自组装膜的逐层UV-Vis光谱表明,多层膜具有均匀有序的结构.多层自组装膜的电化学研究表明,膜的电化学性质与膜的层数和膜外表面聚电解质性质有关.当自组装膜层数较少时,膜电极过程表现出表面定域的单层膜性质;当膜层数较多时,膜内电活性物质的扩散成为控制步骤.而且,随着膜层数增加,膜内传质阻力增大,膜内扩散速率减小,膜的CV峰的可逆性降低.

电化学石英晶体微天平研究高氯酸钠水溶液中防冻添加剂对活性炭电极储存离子的影响

利用电化学石英晶体微天平(EQCM)研究了含有防冻添加剂(甲醇、乙醇)的高氯酸钠水溶液中的Na+离子在活性炭表面的吸附过程.根据EQCM数据估算了电极/溶液界面上与Na+络合的甲醇、乙醇分子的数量,研究了Na+的溶剂化效应随本体溶液中防冻添加剂浓度的变化趋势,以及对活性炭电极比容量的影响.