稀土鐵氰化物修飾電極的制備及表征.pdf

1、本論文較系統(tǒng)、深入地研究了三種稀土金屬鐵氰化物——鐵氰化釤(SmHCF)、鐵氰化鑭(LaHCF)及鐵氰化鏑(DyHCF)修飾電極的電化學(xué)制備、表征及電化學(xué)特性，并對三種稀土金屬鐵氰化物的電化學(xué)形成過程及電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了比較。用化學(xué)方法制備了SmHCF，并運用一系列的譜學(xué)技術(shù)對其進(jìn)行表征，同時對SmHCF的固態(tài)電化學(xué)及非水溶劑對SmHCF固態(tài)電化學(xué)的影響進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：1.用電化學(xué)方法制備了鐵氰化釤，用紅外光譜FTIR、掃描電鏡

2、SEM對SmHCF進(jìn)行了表征；考察了鐵氰化釤修飾玻碳(SmHCF/GC)電極的電化學(xué)伏安特性及對神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺(DA)電化學(xué)反應(yīng)的催化作用。實驗結(jié)果表明：SmHCF/GC電極在0.2mol/LNaCl溶液中顯示一對良好的氧化還原峰，當(dāng)掃描速率為100mV/s時，適量電位E0'為191mV(vs.SCE)；并且在掃描速率低于100mV/s時，氧化還原峰的峰電流和掃描速率的一次方(v)成線形關(guān)系。研究了支持電解質(zhì)濃度以及不同的對離子對SmH

3、CF/GC電極伏安特性的影響。循環(huán)伏安實驗的結(jié)果表明：SmHCF/GC電極的離子選擇性順序為Na+＞Li+＞K+，其中Na+離子和SmHCF孔道最為匹配。 2.用電化學(xué)循環(huán)掃描的方法將鐵氰化鑭沉積在玻碳電極表面，形成鐵氰化鑭修飾玻碳電極(LaHCF/GC)；用循環(huán)伏安、掃描電鏡(SEM)、紅外光譜及XPS等技術(shù)對其進(jìn)行表征。結(jié)果表明，LaHCF/GC電極在NaCl溶液中表現(xiàn)出一對較好的氧化還原峰；在100mV/s時，其式量電位E

4、0'為208mV(vs.SCE)；氧化還原峰電流在10～1000mV/s范圍內(nèi)與掃速(v)成正比。 3.用電化學(xué)方法將制備了鐵氰化鏑修飾電極(DyHCF/GC)，將其電化學(xué)性質(zhì)與SmHCF和LaHCF進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，DyHCF/GC電極在KCl溶液中有兩對氧化還原峰；在10mV/s時，其式量電位分別為+210和+362mV(vs.SCE)。與電化學(xué)制備的SmHCF和LaHCF只有一種形狀和大小的顆粒所不同，電化學(xué)制備的Dy

5、HCF有兩種不同大小和形狀的顆粒附著在電極表面。這兩種不同大小和形狀的顆粒發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的電位不同，分別對應(yīng)其伏安曲線上的兩對氧化還原峰。 4.用化學(xué)方法制備了具有電活性的SmHCF，并用FTIR光譜、熱重分析、XRD、紫外可見光譜UV-Vis及XPS等分析技術(shù)對其進(jìn)行表征。研究了SmHCF在石墨電極表面的固態(tài)電化學(xué)。SmHCF的固態(tài)電化學(xué)表明，在0.2mol/LNaCl溶液中表現(xiàn)出一對良好的氧化還原峰，在100mV/s時，其適

6、量電位為E0'為180.5mV；在20～1000mV/s范圍內(nèi)，峰電流與掃描速率的平方根(v1/2)成正比5.用循環(huán)伏安法、交流阻抗法等電化學(xué)方法研究SmHCF在非水體系如四氫呋喃、丙酮和N,N-二甲基甲酰胺溶液中的固態(tài)電化學(xué)。結(jié)果表明：SmHCF在非水體系中也表現(xiàn)出一對良好的氧化還原峰，對應(yīng)于SmHCF中的Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)電對的氧化還原反應(yīng)，并在氧化還原反應(yīng)的過程中伴隨著對離子的嵌入與脫出；SmHCF在水溶液中的電化學(xué)發(fā)應(yīng)活性遠(yuǎn)