還原染料靛藍(lán)的電化學(xué)與光譜電化學(xué)研究.pdf

1、靛藍(lán)是一種常用非水溶性的染料，具有氧化還原性。靛藍(lán)可以被連二亞硫酸鈉、三乙醇胺亞鐵等還原劑還原為水溶性的隱色靛藍(lán)。隱色靛藍(lán)可以滲入織物中進(jìn)行染色，它也可以被氧氣氧化，重新成為靛藍(lán)。本課題使用兩種方法解決靛藍(lán)不溶于水的問(wèn)題，研究了其電化學(xué)性質(zhì)，并借助自制長(zhǎng)光程薄層電化學(xué)池，探討靛藍(lán)氧化和還原機(jī)理：
　　 (1)將靛藍(lán)磺化成水溶性的靛藍(lán)胭脂紅(IC)。在選用此方案時(shí)，在長(zhǎng)光程薄層電化學(xué)池中，對(duì)靛藍(lán)磺化物(IC)的還原隱色和氧化脫色過(guò)

2、程及其逆過(guò)程進(jìn)行循環(huán)伏安和雙電勢(shì)階躍UV-Vis光譜電化學(xué)測(cè)量，所得結(jié)果深化了兩種條件下去色機(jī)理的了解。IC的電還原反應(yīng)是一個(gè)2e-/2H+的可逆向進(jìn)行的反應(yīng)，所生成的隱色體很容易被電氧化或被溶解氧化學(xué)氧化；逆向電氧化速率常數(shù)大于電還原速率常數(shù)一個(gè)數(shù)量級(jí)以上；溶解氧會(huì)嚴(yán)重降低電還原隱色的電流效率；還原電勢(shì)設(shè)置過(guò)低會(huì)導(dǎo)致隱色過(guò)程不可逆。另一方面，IC的電氧化過(guò)程遵循一種復(fù)雜的電化學(xué)-化學(xué)-電化學(xué)機(jī)理，氧化生成的中間體通過(guò)水解發(fā)生中心C=C

3、雙鍵的斷裂并轉(zhuǎn)化為靛紅磺酸，后者在較高電勢(shì)下進(jìn)一步被不可逆電氧化降解為一系列小分子；高氧化電勢(shì)是促進(jìn)IC的電氧化降解程度的關(guān)鍵因素。
　　 (2)通過(guò)將靛藍(lán)充分混在石墨粉中，制作成含靛藍(lán)碳糊電極(InCPE)，進(jìn)行固態(tài)電化學(xué)測(cè)試的方法，很好的解決靛藍(lán)的溶解問(wèn)題。以InCPE電極作為工作電極，利用循環(huán)伏安法，方波伏安法以及雙電勢(shì)階躍光譜電化學(xué)法研究了靛藍(lán)氧還過(guò)程。這兩種方法的聯(lián)用有助于解釋在電極表面和溶液中各種物質(zhì)的固態(tài)氧還機(jī)理。

4、靛藍(lán)/隱色靛藍(lán)和靛藍(lán)/去氫靛藍(lán)這兩對(duì)物質(zhì)的氧還反應(yīng)都是在電極表面進(jìn)行的2e-/2H+可逆反應(yīng)。與靛藍(lán)氧化生成去氫靛藍(lán)相比，堿性電解質(zhì)溶液更不利于靛藍(lán)的還原。在隱色靛藍(lán)的再氧化過(guò)程中檢測(cè)到一種新物質(zhì)，可能是吲哚酮，而靛藍(lán)在足夠正的電勢(shì)下氧化時(shí)檢測(cè)到了靛紅。本文分別提出了靛藍(lán)/隱色靛藍(lán)和靛藍(lán)/去氫靛藍(lán)體系，包括新檢測(cè)到的物質(zhì)的電化學(xué)機(jī)理。摻雜固體微粒CPE不僅對(duì)固態(tài)溶出伏安法，而且對(duì)溶出光譜電化學(xué)都是一種良好的電極。由于使用此種方法的溶液中