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常用电极修饰技术
来源:塑胶五金网发布时间:2014-09-24 09:55:00点击率:
  化学修饰电极是当前电化学、电分析化学方面十分活跃的研究领域。1975年 化学修饰电极的问世,突破了传统电化学中只限于研究裸电极、电解液界面的范围,开创 了从化学状态上人为控制电极表面结构的领域。通过对电极表面的分子剪裁,可按意图给电极预定功能,以便在其上有选择性地进行所期望的反应,在分子水平上实现了电极功能 的设计。研究这种人为设计和制作的电极表面微结构和其界面反应,不仅对电极过程动力学理论的发展是一种新的推动,同时它显示出的催化、光电、电色、表面配合、富集和分 离、开关和整流、立体有机合成、分子识别、掺杂和释放等效应和功能,使整个化学领域的发展显示出广阔的前景。化学修饰电极为化学和相关边缘学科开拓了一个创新的和充满希望的广阔研究领域。   电化学和电分析化学的研究内容丰富,其核心是研究电极、电解液界面的结构及组成 和动力学以及有关物质的电化学行为和检测问题。化学修饰电极自问世开始,就以人为设计和制作分子表面而赋予电极预定功能为特点,扩展并着重研究电极、电解液界面区域范 围,把传统的电化学、电分析化学研究推向一个更高的层次。在化学修饰电极研究中,首先需用近代的测定方法对电化学界面结构和动力学进行深入了解,利用已知分子的有关化 学、物理和电化学性质去制作一个新的界面区,使其具有一种预计的结构和动力学性质。其目的是要控制电化学反应动力学、反应途径和最终的合成产物,提高有多种反应物共存 下进行某种反应的选择性,加强可重复操作界面的耐久性以及提高用于化学传感器的电化学响应的灵敏度等。由此可见,化学修饰电极是电化学、电分析化学研究中的新兴领域, 而仅仅是一种分析方法或是一种测试手段。   自Lane和Hubbard首创“改变电极表面化学结构以控制电化学反应过程”的新概念、Miller等制作手征性电极和Murray以共价键合方法修饰电极表面的开拓性工作以来,化学修饰电极的研究发展已经过了将近20年历程。目前,化学修饰电极的研究已达到这 样一个程度,即借建立起来的表面合成方法,可成功地制作预设计的电极7电解液界面区, 达到在电极表面控制分子结构的能力。化学修饰电极的研究向人们展示了一个创新和充满 希望的广阔研究领域。它已在能量转换、信息存储与显示、化学分析以及生物传感器等方面打开了新的局面,特别是在功能有机固体膜体系的超薄膜分子工程中用于分子器件越来 越引起人们的重视,在电化学工业上有潜在的应用价值。这里典型的例子是,在氯碱工业中采用   薄膜修饰钛电极进行电催化,成功地制成尺寸稳定的阳极(DSA)用于氯气电解生产,可大幅度节能降耗、提高过程效率,为工业生产带来重大经济效益。但是,目前化学修饰电极在工业应用方面还有局限性,尚待进一步开发。化学修饰电极研究 在阐明电极、电解液区的基本性质和建立修饰膜的电极过程动力学理论方面巳取得了显著进步,今后将着重对电极界面上分子组合体及控制其中的能量和信息方面的基本问题进行研究,促进和扩大应用的进展。   化学修饰电极的制备一直受到人们的关注,很多文献中也介绍了多种可用于修饰电极 制备的方法。   E.Fachinotti出等通过高温加热目标金属的可溶盐,如氯化物、硝酸化物,获得其氧化 物。热分解法具有比表面积大、析氢过电位低、成分易控制等优点。因镍基复合电极具有高析氢活性和高稳定性,所以常被用于制作活性阴极的基体金属。   XU LI-kun等以电沉积法制备电极,以硫酸镇、钼酸钠、氯化铵、次亚磷酸钠为原料 制备NI-Ru-Ir氧化物电极,发现在硫酸镍35g/L、钼酸钠3 g/L 、氯化铵30 g/L、 次亚 磷酸钠10.6 g/L、 柠檬酸钠85〜90 g/L、 电流密度0.03A/cm2、温度40°C、pH9〜10、沉积时间60min的条件下制备的电极,其电化学性质和稳定性最好。   HU W.K.等以熔炼法制备电极,在较高的温度和一定压强下加工目标合金使其结构 发生变化,从而改进其电化学性能。目前常使用这种方法制备含锆铁基合金活性阴极和含稀土合金活性阴极。   以铁、镍、稀土金属为原料制备稀土合金活性阴极,发现用熔炼法制得的稀土合金阴 极比已有的电镀法制得的活性镀层阴极具有永久性、长寿命的特点,没有镀层剥落失活之忧。且稀土合金阴极具有良好的析氢催化活性,考虑到稀土金属在我国储量较丰富,这对其制备方法进行推广将具有积极意义。
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