离子交换膜材料国内外研究现状和发展趋势(2)
时间:2017-01-18 16:36 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2.2 液/液界面电化学的最新进展 液/液界面电化学是电化学分析的一个较新的分支，它利用物质的电学及电化学性质进行分析，以测定电解池中的电流-电压特性曲线为基础【9】。最早的液/液界面的实验可追溯到1902年Nernst等【10】 研究水/苯酚界面上电流流动．从上世纪初到6O年代末，液/液界面电化学的发展很缓慢，究其原因是缺乏对液/液界面的结构及电势分布的了解和认识，以及由于所用有机相的高阻抗所引起iR降带来的获得可靠数据方面的困难。 1975年Guainazzi等【11】发现当时水相/有机相界面进行恒电流电解时，硫酸铜（水相）和优尔羟基矾四丁基铵（有机相）因发生电子转移反应而在界面上生成了金属铜。随后，Samec等【12,13】发表了一系列的铁氰化钾氧化二茂铁（Fc）的研究工作，并在Marcus电子转移理论的基础上提出了关于液/液界面电子转移反应的理论【14】。1977年，Samec 等引入了四电极恒电位方法，使得界面电势差的恒电位控制成为可能，同时他们还提出用正反馈回路来补偿iR降效应。1984年，汪尔康等发展了循环线性电流扫描计时电势法等方法，为分析应用打下了基础【15】。在两种不相混溶的电解质溶液的界面，可以发现类似于金属电极的性质。ITIES体系一般由水相/有机相和基底电解质组成，如采用水（基底电解质为LiCl ）/硝基苯（基底电解质为四苯硼酸四丁基铵TPATPB ）体系【16】、1,2-二氯乙烷/水（DCE/W）体系等。 1986年Prof.Girault等首次将微米管用于支撑液/液界面，1997年Prof.Shao等首次将纳米管用于支撑液/液界面并用伏安法进行了离子转移反应的动力学研究。近年来纳米管伏安法已经成为测量离子反应动力学最可靠的手段之一，已经报道的最快的速率常数到达几个cm/s。【17】 液／液界面与金属／电解液界面具有某些 相似的电化学性能，因此离子在液／液界面上 转移的数学处理方法也类似电子在电极／电 解液界面转移的情况，这样，电化学方法的基 础理论和技术均可应用于研究离子在两相溶 液的转移。由于有机相和水相界面内阻很大， 因此，各种电化学方法均需和四电极系统的 装置联用以充分补偿IR降【18】。 研究液／液界面的方法主要有：常规的四电极伏安法、薄层循环伏安法(TLCV) 、微管技术、光谱电化学、扫描电化学显微镜(SECM)、微滴电化学方法、三相电极(three—phase electrodes)循环伏安法、 二次协波生成法(SHG)、总频生成法(SFG)和计算机模拟等【19】。 1.2.3 液液界面电化学的意义及发展现状 随着科学的不断发展，多种技术的联用，液/液界面电化学的研究将进入一个新的阶段。将液/ 液界面支撑在微、纳米管上，形成微、纳米级液/ 液界面，应用扫描探针显微学手段、快速激光光谱等技术、计算机数值模拟等多种技术的结合可扩展研究多肽、酶、生物膜等的现场电化学，可研究电荷在液/ 液界面及修饰的液/ 液界面上的相转移催化反应，抗体与抗原间的相互作用等。对于单细胞测量以及分析化学的最终目的单分子的测量有重要的意义。对复杂体系的多元素同时检测，实时、在线、原位、微损或无损以及活体内分析将成为分析化学的研究重点。 液/ 液界面电化学的研究在理论和实际应用中都具有重要的意义，引起人们 的广泛注意的领域有： (1) 模拟生化过程，尤其是生物膜模型中的生化过程； (2) 解释液膜离子选择电极中发生的过程； (3) 化学和生物传感器的设计； (4) 分析相转移催化发生的过程； (责任编辑：qin) |