质子惰性介质中芳香族硝基化合物在铂微电极上的电化学行为

采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)技术,以铂微电极为工作电极,大面积铂丝为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,研究了不同芳香族硝基化合物(NA)(硝基苯、硝基萘和间二硝基苯)在含有四丁基高氯酸铵(TBAP)电解质的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)有机溶液中的电化学行为,并探讨了扫描速率、硝基数目和苯环数目等因素对硝基电化学还原特性的影响.结果表明:三种芳香族硝基化合物在铂微电极上的反应均为扩散控制的准可逆过程;苯环上硝基数目的增加容易使硝基在较低电位下还原;苯环数目的增加导致硝基的还原峰电流急剧减小.

在常规电化学测量仪上测量新极谱图的方法

利用常规的电化学测量仪，采用数值计算法测量超微电极上的新极谱图，介绍其方法和原理．采用半微分法测量了２，３，５，６－四氯苯醌在乙腈溶液中汞超微半球电极上电化学还原反应的异相反应速率常数。

用三电极体系研究铜在微液滴下的电化学腐蚀（英文）

由于大气腐蚀高阻抗的特征,传统的参比电极难以用于大气腐蚀研究之中.为了获取准确的大气腐蚀电化学信息,我们需要对传统的参比电极进行修改.本文在三电极体系中采用修改的参比电极,通过电化学阻抗和电化学极化两种方法研究铜在含有(NH4)2SO4液滴下的腐蚀行为,结果表明液滴下铜的平均腐蚀速率随着液滴体积从1到20μL增加而减小;当液滴高度不超过850μm时,平均腐蚀速率随着液滴高度的减小却迅速地增大.此外,电化学阻抗和电化学极化得出的腐蚀速率相一致,这证明修改的参比电极可以用于液滴下的大气腐蚀研究.

具有自修复功能的超疏水防腐涂层性能研究

为克服海洋环境有机涂层耐久性差等缺陷,制备了具有长效疏水性能兼具自修复功能的复合涂层。首先在金属基体表面涂覆环氧基形状记忆聚合物(SMP),再与聚己内酯(PCL)纳米纤维膜结合获得具有自修复功能的复合膜,然后通过气压喷涂将十八烷基三甲氧基硅烷改性的硅藻土颗粒结合在复合膜表面,待其固化后得到具有自修复功能的超疏水防腐涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层表面的微观形貌,并使用接触角测量仪测试涂层表面的超疏水性;采用激光共聚焦显微镜(CLSM)测试涂层表面的粗糙度并表征涂层的自修复性能;通过砂纸磨损、电化学阻抗谱(EIS)评价涂层的耐磨性和防腐性能。结果表明:成功制备了具有自修复功能的超疏水复合涂层。该涂层在50℃下加热2 h,表面裂纹即可明显修复;完整的超疏水防腐涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡21 d后,其阻抗模值依旧保持在1011Ω∙cm^(2),比纯树脂涂层提高了5个数量级,浸泡63 d后,阻抗模值依旧保持在1010Ω∙cm^(2),经过12次破坏-修复循环后,超疏水防腐涂层的阻抗模值仍保持在1010Ω∙cm^(2)。另外,该涂层还具有优异的耐磨性,在100 g荷载、600目砂纸磨损测试2000 cm(40个循环)后,涂层的水接触角(WCA)依旧可以保持在150.2°。纳米纤维复合膜赋予涂层自修复功能,硅烷改性的硅藻土赋予涂层超疏水特性,二者结合形成的复合涂层具有优良的疏水性、耐磨性和防腐性。本研究将为海洋等严苛环境超耐久涂层的选择提供依据。

基于超微电极的原位电化学拉曼光谱

原位电化学拉曼光谱是一种重要的光谱电化学技术.基于超微电极的原位电化学拉曼光谱将拉曼光谱反映的结构信息与电极表面的电化学过程从实验上严格对应和关联,为深刻理解电化学反应机理提供依据.本文综述了采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱的研究方法和应用进展,总结了应用超微电极作为工作电极开展电化学拉曼光谱实验的方法和具有表面增强拉曼活性的超微电极制备方法,展示了如何利用在超微电极表面获得的拉曼光谱与界面电化学过程的严格关联研究单个锌颗粒电化学氧化过程、吡啶分子在Au电极表面的电化学吸附过程,以及如何利用该技术能以高的信噪比和灵敏度同时测量光电流与分子反应这一特性研究对巯基苯胺选择性光氧化反应.采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱技术极大拓展了拉曼光谱技术的研究范围,有望成为探索(光)电化学反应的有力工具.

长余辉发光材料/超疏水颗粒改性防腐涂层性能研究

目的提高海洋环境下具有指示作用的金属构件的防腐性能及夜间辨识度。方法将硬脂酸改性发光颗粒与疏水高岭土和疏水二氧化硅颗粒均匀分散在环氧树脂中,用刷涂法将涂料刷在碳钢表面,待其固化后得到涂层。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)方法分析改性发光颗粒的化学成分,用接触角测量仪、SEM、LSCM测试和观察涂层表面的润湿性及微观形貌,通过砂纸磨损、盐雾和EIS测试涂层的耐磨性能和防腐性能,并借助屏幕亮度计测试涂层在盐雾试验前后的发光强度。结果发光颗粒经过硬脂酸处理后在表面覆盖形成了疏水层。当涂层中的疏水高岭土颗粒与改性发光颗粒的质量比为1∶4时,涂层经过20次的磨损循环后仍具有超疏水性,且涂层质量仅损失了10.79%,该涂层在经过60d的盐雾测试后,其阻抗保持在10^(10)Ω·cm^(2)以上。在经过15次的干湿循环后,涂层体系的阻抗降至2.4×10^(9)Ω·cm^(2),经过60 d盐雾测试后涂层的发光强度降至0.22 cd/m^(2)。结论通过硬脂酸改性提高了发光颗粒在水环境中的发光持久性,制备的涂层具有较好的疏水性和优异的耐磨性。在涂层中添加疏水高岭土颗粒提高了涂层的防腐性能,涂层防腐性能的提高使得涂层保持了良好的余辉性能。该涂层的性能研究为特殊海洋环境下金属类指示构件的防腐和夜间发光辨识提供了依据。

用于原位检测在深海并压力交变环境中有机涂层电化学阻抗的预埋微电极研究

实验设计了一种预先植入涂层内部的圆环状微电极,并基于预埋微电极的方法设计了适用于深海交变压力环境下有机涂层原位电化学阻抗测试的电极系统。结果表明:设计的预埋微电极有效避免了外置电极在使用过程中不易安装以及有机涂层本身厚度对电化学测试信号的影响等缺点,实现了原位的涂层服役性能评价。同时,该微电极可以在深海高压及交变压力环境下有效使用,测试结果与传统三电极测量装置具有较好的一致性,证明了微电极设计的有效性及可靠性。

基于碳中和目标下的超临界CO_(2)腐蚀特性研究

为提高管输超临界CO_(2)的流动保障安全性,利用高温高压反应釜,基于挂片失重测试、电化学实验、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段,对动态超临界CO_(2)下的腐蚀行为进行分析,考察了富CO_(2)相和富H2O条件下X70钢的腐蚀速率,以及不同温度、流速对腐蚀趋势的影响,并探究了腐蚀机理。结果表明:超临界态下水膜对CO_(2)的溶解程度、离子扩散速度和电化学反应速率均有较大提升,试样在富H2O中腐蚀速率远大于富CO_(2)相;随着温度升高,试样的腐蚀速率呈现先增大后减小;温度越高,越容易形成腐蚀产物膜,膜的致密性越好,对腐蚀起到的抑制作用越好;随着流速增加,腐蚀产物逐渐堆积在一起,对基材的保护性变差,腐蚀速率有所增加。此项研究结果可为CCUS技术的应用和推广提供实际参考。

聚吡咯涂层的电化学合成及对神经微电极电性能的影响

通过改变掺杂剂种类、反应时间、电流密度等合成条件,在神经微电极表面通过电化学沉积一系列厚度及形貌不同的导电高分子聚吡咯(PPy)涂层.通过X射线光电子能谱及扫描电子显微镜对所得涂层化学组成及形貌进行表征.研究了PPy涂层对神经微电极电性能的影响.电化学阻抗谱表明,在神经信号相关的1 kHz频率处,神经微电极阻抗值可降低至原来的1/55.循环伏安曲线表明,随PPy合成时间加长或电流密度提高,电极总电容量随之增大.

检测禽流感H5亚型病毒的阻抗型免疫研究

研制了一种可用于H5亚型禽流感病毒快速检测的阻抗型免疫传感器。通过蛋白A将H5N1表面抗原血凝素(HA)的单克隆抗体固定于金叉指阵列微电极表面,并与待测溶液中的目标抗原H5N1进行免疫反应。在[Fe(CN)6]3"/4"溶液中进行电化学阻抗谱扫描,表征电极的表面修饰及抗原捕获过程。当H5N1病毒浓度在21～26 HA unit/50μL范围时,其浓度的对数值与叉指阵列微电极的电子传递阻抗的变化值呈线性关系,相关系数为0.9885;检出限为20 HA unit/50μL,检测时间为1 h。此传感器特异性好,灵敏度高,可以重复使用,在病原微生物快速检测领域具有良好的应用前景。

添加剂对染料敏化太阳电池电解质性能的影响

以N-甲基咪唑、苯并咪唑、叔丁基吡啶和离子液体1-甲基-3-乙基咪唑三氟乙酸盐(EMITA)作为染料敏化太阳电池(DSCs)电解质溶液中的添加剂,使用超微电极通过循环伏安法研究其对液体电解质中I3-和I-氧化还原行为的影响,通过电化学阻抗谱研究了上述四种添加剂对Pt电极电解质界面的影响.结果表明,添加剂EMITA的加入使I3-在电解质中的扩散系数减小,Pt电极电解质界面上的界面传输电阻Rct增大,电解质的电阻降低;光伏性能测试表明,EMITA的添加提高了DSCs的开路电压和填充因子,其DSCs的光电转换效率达到了5.72%.

钢筋表面氧化层的阴极极化还原过程分析

采用电化学测试方法结合表面分析,研究了再碱化条件下钢筋表面锈层发生还原的可能性,同时采用粉末微电极法研究了铁锈在碱性环境中的阴极过程.结果表明:钢筋及其氧化层在碱性环境中的电极过程都表现出良好的氧化还原性,铁锈的阳极过程表现出2个阶段,但无锈钢筋的阳极过程却表现出3个阶段,锈层氧化物经过电化学再碱化后能够发生不同程度的还原,同时其体积也会相应缩小,再碱化只使腐蚀电位有所正移,但并未使腐蚀电流密度明显降低.

镁基体超疏水表面制备及表征

采用自组装方法,在镁基体表面制备了一层超疏水硬脂酸分子层,并采用接触角、扫描电镜、红外光谱、电化学阻抗等测试技术对获得的超疏水层进行了表征和分析.研究表明,经过大约1 h的组装,硬脂酸分子成功的键合到镁基体上,形成了微米-纳米尺寸花瓣状结构的硬脂酸膜,接触角也快速增加至154°.电化学阻抗测试表明,超疏水膜可以提高镁基体的电荷传递电阻,在一定程度上抑制镁的局部腐蚀.