玻碳电极化学修饰校准曲线
高中化学 电极反应式的书写
电极反应式的书写 高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆ 典例在线锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为：Li＋MnO2===LiMnO2。下列说法中正确的是 A．Li是正极，MnO2是负极 B．放电时负极的反应：Li－e－===Li＋ C．放电时正极的反应：＋e－===MnO2 D．电池放电时，产生高锰酸根离子 【参考答案】B 【试题解析】Li在负极发生反应：Li－e－===Li＋，MnO2在正极发生反应：MnO2＋e－===。 解题必备 1．根据装置图书写电极反应式 （1）确定原电池的正负极及放电的物质。 首先根据题目给定的图示装置特点，结合原电池正负极的判断方法，确定原电池的正负极及放电的物质。 （2）书写电极反应式。 ①负极反应： 规律：活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H＋(或其他氧化产物)，要注意生成的物质是否与电解质溶液发生反应。 ②正极反应： 规律：阳离子得电子生成单质或氧气得电子生成O2－。 （3）写出电池总反应方程式。 结合电子守恒将正负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。 2．根据电池总反应式，写电极反应式 第一步：找出还原剂和氧化剂，确定负极、正极放电的物质。 第二步：利用电荷守恒写出电极反应式，注意电极上生成的新物质是否与电解质溶液发生反应，如O2?在酸性溶液中生成H2O，在碱性或中性条件下生成OH－；＋4价碳在酸性条件下生成CO2，在碱性溶液中
以形式存在。 第三步：验证，将两个半反应相加，得总反应式。总反应式减去一个反应式得到另一个反应式。 学霸推荐 1．Li-A l/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S+Fe 有关该电池的下列说法中，正确的是 A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1 B．该电池的总反应式为2Li＋FeS===Li2S＋Fe C．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋ D．充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS 2．Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 3．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为：Al?3e?Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al+4OH??3e?+2H2O C．由Fe、Cu、FeCl 3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu–2e?Cu2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu?2e?Cu2+ 答案 1．【答案】B 【解析】由正极的电极反应式知，在负极上Li失去电子被氧化，所以Li-Al在电池中作为负极材料。该材料中Li的化合价为0价，故A项错误；负极的电极反应式为2Li－2e－===2Li＋，故C项错误；该电池的总反应式为正、负极的电极反应式之和：2Li＋FeS===Li2S＋Fe，故B项正确；由于充电时阴极发生还原反应，所以阴极的电极反应式为2Li＋＋2e－===2Li，故D项错误。 2．【答案】B 3．【答案】C
食品中重金属检测的方法研究与仪器研制
食品中重金属检测的方法研究与仪器研制 【摘要】：食品安全问题一直是人类关注的焦点。随着工农业生产的迅速发展，食品污染问题越来越严重，其中重金属是最主要的污染物质之一。重金属可以在土壤中积累和作物体内残留，通过食物链而进入人体内蓄积，构成对人体的潜在危害。人体内重金属含量过量时，会导致各种疾病的发生。食品重金属污染问题已引起全世界的高度重视和深入研究，对不同种类食品和水体中的重金属污染进行监测和分析研究，对于评价食品质量、保护人类健康和维持社会经济可持续发展具有重要的现实意义。该课题得到了上海市世博会重点项目专项基金的资助。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于1～100nm纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米复合材料是近年来发展较为迅速的一种新兴纳米材料，它是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一维以纳米级大小复合而成的纳米材料。在纳米复合材料中，纳米尺度的分散相不仅大大增加了两相界面面积，而且由于其纳米尺度效应将大大增强界面相互作用。它与单一纳米材料和纳米相材料不同，不仅具有纳米尺度物质单元的基本特性：量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、量子隧道效应、介电限域效应等，又存在纳米结构组合所引起的新效应：量子耦合效应和协同增强效应等，使得纳米复合材料的综合性能优于原组成材料而能够满足各种不同的实际应用要求，被誉为是21世纪最有前途的材料之一。随着纳米技术的发展，纳米复合材料作为一种新型的电极材料在电化学检测和分析
方面受到人们的日益关注。微波辐射作为一种快速、简单和高效的加热技术，已经广泛地被运用于化学反应和多种纳米材料的合成。与传统的加热方法比较，微波加热具有快速和均匀的优点，从而可以大大加快反应速度，得到更小和更均匀的纳米粒子。微波—电化学是将微波技术与电化学原理相结合形成的一种新型科学技术，将微波技术引入电化学检测还是一个较新的领域，尤其是微波一电化学联用技术应用于重金属的检测是一种全新的理念和思路。虽然微波技术在电化学检测领域已经得到初步的应用，但这一领域的研究目前还处于起步阶段。特别是微波条件下快速合成纳米材料，并将合成的纳米材料应用于微波—电化学检测重金属离子的研究还未见报道。本论文通过电化学方法、微波辐射合成方法制备纳米复合材料，并将其作为电极材料应用于食品中痕量重金属，如Pb、Cd、Hg、As、Cr的电化学检测与分析。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、能量散射X-射线光谱对合成的纳米复合材料形貌和组成进行表征，运用阳极溶出伏安法、线性扫描伏安法、安培检测法、微波—电化学协同体系对痕量重金属进行检测与分析，并在此基础上研制与开发重金属快速分析仪。本论文共分为九章：第一章绪论本章内容主要包括重金属污染及危害、重金属检测技术的研究与发展、纳米复合材料及其应用于重金属检测的研究与进展、重金属快速分析仪研究现状四部分。文中简要介绍了食品中重金属污染现状、光谱方法应用于重金属检测的研究，着重综述了电分析方法应用于重金属的检测和发展；对纳米复合材料的分类、性能和制备进行了概述，着重阐述了微波合成纳米
血红蛋白在纳米金修饰电极上的电化学研究(1)
第20卷第7期2008年7月化学研究与应用 Che m ical Research and App licati on Vol .20,No .7 July,2008 收稿日期:2007208209;修回日期:2008203209 基金项目:国家自然科学基金项目(20375008,20475001)资助;广东省科技攻关项目(2004B33301024,2005B10301041,2006B12401011)资 助;广东省自然科学基金项目(06108856)资助 联系人简介:程发良(19672),男,教授,主要从事生物电化学研究。Email:chengfl@dgut .edu .cn 文章编号:100421656(2008)0720872204 血红蛋白在纳米金修饰电极上的电化学研究 张 敏1 ,程发良 13 ,蔡志泉2,姚海军 1 (1.东莞理工学院生物传感器研究中心,广东 东莞 523106) (2.东莞理工学院城市学院,广东 东莞 523106) 关键词:纳米金;牛血红蛋白;化学修饰电极 中图分类号:O65711 文献标识码:A 氧化还原蛋白在电极上的直接电化学研究不但能获得有关蛋白质和酶的热力学和动力学性质等重要信息,为开发新型生物传感器和生物反应器提供理论指导,而且对了解它们在生命体内的电子转移机理和生理作用机制具有重要意义。 血红蛋白(Hb )是以血红素为辅基的蛋白质,在生物体中的主要功能是运输O 2。由于它的三维结构已经确定,所以常常用作研究蛋白质的结构 与功能关系的模型物[1,2] 。HB 分子庞大,电活性中心血红素被四条肽链包围而不易暴露,且在常规电极上强烈吸附和变性,使得它在一般固体电 极上的电子传递困难,需要借助媒介体[3] 、促进剂[4]或特殊电极材料[5] 促进电化学反应。 金属纳米粒子由于具有与其颗粒大小相关的 特殊性质[6] ,如表面效应、体积效应、量子尺寸效应等,从而产生不同于相应块体材料的电学、光学、磁学和催化性能,逐渐为电分析化学领域广泛 关注[7] 。文献曾报道了纳米金用于测定儿茶酚[8]、去甲肾上腺素[9]、葡萄糖[10211]等物质。本文利用电化学沉积法制备了纳米金修饰电极,利用该修饰电极测定了血红蛋白,实验结果表明:纳米 金具有良好的生物共容性[12] ,且纳米金较大的比表面积增强了血红蛋白在电极表面的吸附,显著提高了血红蛋白的电化学响应,实现了血红蛋白的直接电化学。 1 实验部分 111 试剂和仪器 牛血红白蛋白(国产,储备液在4℃条件下保存);氯金酸(HAuCl 4?3H 2O );实验用缓冲溶液为012mol/L Na Ac -HAc,pH 值采用混合不同比例的Na Ac 和HAc 溶液调整;实验所需的其余试剂均为分析纯;实验用水为二次蒸馏水;所有实验均在室温下进行。 P ARST AT2273电化学综合测试系统;电化学实验采用三电极体系:工作电极为裸玻碳电极(GCE )或者纳米金修饰电极(NG/GCE ),参比电极为饱和甘汞电极,对电极为铂电极;赛多利斯电子天平BS124S (北京赛多利斯仪器有限公司);超声波清洗器(昆山市超声波仪器厂);电子pH 计H I 98101(北京哈纳科仪科技有限公司)。112 修饰电极的制备金溶胶的制备参照文献[13] 。将玻碳电极先用金相砂纸抛光,然后依次用110、013μm 的A l 2O 3在麂皮上抛光至镜面,再移入超声水浴中清洗,最后依次用1∶1乙醇、1∶1HNO 3和蒸馏水超声清洗。把经过预处理的玻碳电极,用氮气吹干,置于金溶胶中于+115V 下电沉积2h 即可,标记为NG/GCE ,置于NaHc -HAc 缓冲溶液中备用。113 实验方法 电化学实验均在50mL 电解池中进行,用上述三电极系统,测定电化学曲线。测试前需向溶液中通氮气20m in 以上,以除去溶液中的溶解氧。所有实验均在室温下进行(约25℃)。
高三化学电极反应的书写
-电极反应的书写 一、写出下列装置的电极反应 1、 2、 3、 4、 5、 6、 铁银 NaCl溶液
7、 8、 9、 10、 11、M 、N 均为惰性电极： CuSO 4
12、 13、 14、a、b、c、d都为惰性电极，填空： M为极，N为极， a极上的电极反应为： b极上的电极反应为： 总方程式为： c极上的电极反应为: d极上的电极反应为： 总方程式为：
15、 （1 A： C： 16 17B上的c （1 （2 （3 ________或
参考答案1、阳极：4OH-4e—＝2H2O+O2↑ 阴极：2Cu2++4e—＝2Cu 2CuSO4 + 2H2O 电解 2H2SO4 + O2↑+ 2Cu 2、负极：Cu–2e—＝Cu 2+正极：2Ag++2e—=2Ag 总方程：2Ag ++ Cu＝Cu 2++2Ag 3、负极：Fe 总反应： 4、负极：2H2 正极：O2 2H2 5、负极： 正极：O2+ 总方程： 6、阳极： 阴极：2H+ 2NaCl + 2H2 7、阳极：Cu 阴极： 8、正极：O2 负极：2H2 2H2+O2=2H 9、负极：Cu 正极：2Ag ++2e—=2Ag 总方程：2Ag ++ Cu＝Cu 2++2Ag 10、负极：2Al–6e—+8OH—=2AlO2—+4H2O 正极：6H2O+6e—=3H2↑+6OH— 11、M、N均为惰性电极： 甲池：负极：C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O 正极：3O2+6H2O+12e—＝12OH―
总：C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O 乙池：阳极：4OH-4e—＝2H2O+O2↑ 阴极：4Ag++4e—＝4Ag 4AgNO3 + 2H2O 电解 4HNO3 + O2↑+ 4Ag 12、正极：3O2+12e—+12H+=6H2O 负极：C2H5OH－12e—+3H2O=2CO2+12H+总方程式：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O 13 14、 a： b： c： d、 2H2 15、 CuCl C： D： 4AgNO3 + 2H2O 4HNO3 + O2↑+ 4Ag 16、负极：CH4—8e—+10OH—=CO32—+7H2O 正极：2O2+4H2O+8e—＝8OH― CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 17、（1）正极 （2）2NaCl + 2H2O 电解 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ （3）Zn—2e—=Zn2+
线性扫描伏安法测定废水中的镉
线性扫描伏安法测定废水中的镉 蔡孟珂(13322006) 蔡景恒蔡镓鹂 中山大学化学与化学工程学院，化学类 A 班 摘要：本实验采用线性扫描伏安法，通过测定一系列浓度Cd2+浓度并与测定待测溶液进行比对，计算出待测溶液中Cd2+含量为90.57mg/L。实验采用常规峰电流和半微分峰电流两种处理方法进行计算，提高了实验精度。电流峰高与浓度成正比，据此进行定量分析。同时通过半微分（semi-derivative）处理，可将伏安波动半峰形转化成峰形，改善了峰形和峰分辨率。该方法方便快捷，且成本不高，适用于快速简便地测定废水中的镉含量。 关键词：线性扫描伏安法镉离子废水 1 引言： 镉是一种具有银白色光泽、软性、延展性好、耐腐蚀的稀有金属，加热即会挥发，其蒸汽可与空气中的氧结合形成氧化镉。镉类化合物具有较大脂溶性、生物富集性和毒性，并能在动物、植物和水生生物体内蓄积。随着近年来水环境中镉污染事故的不断出现，人们对环境中镉污染的恐惧也在不断增加。[1] 铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业，都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮，要排放含铬410mg/l 的废水50－60吨；若每天处理原皮十吨，则年排铬72－86吨。[2] 水和废水中镉的测定,有比色法、原子吸收分光光度法及阳极溶出伏安法等。也有报道用离子选择电极法测定显像管废水和用极谱法测定水中的微量镉。[3] linear sweep voltammetry；LSV 是一种伏安法技术。将线性电位扫描(电位与时间为线性关系)施加于电解池的工作电极和辅助电极之间。工作电极是可极化的微电极，如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极；而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积，是不可极化的。常用的电位扫描速率介于0．001～0．1V／s。可单次扫描或多次扫描。根据电流-电位曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系，可作定量分析，更适合于有吸附性物质的测定。
石墨烯修饰电极的电化学性能
https://www.360docs.net/doc/d55283169.html,锦生炭素 石墨烯修饰电极的电化学性能 石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨等其他碳质材料的基本单元,具有许多优异而独特的物理、化学和机械性能,在微纳电子器件、光电子器件、新型复合材料以及传感材料等方面有着广泛的应用前景,基于石墨烯的相关研究也成为目前电化学领域的热点研究领域之一。 本论文围绕石墨烯的不同修饰电极条件,结合电化学基础研究,开展了石墨烯及其相关的电化学性能研究。具体内容归纳如下: (1)将石墨烯与具有良好导电性能的聚苯胺(PANI)复合,研究了石墨烯/聚苯胺复合物修饰电极的电化学性能。利用石墨烯与聚苯胺之间电子给体与电子受体的相互作用,实现了聚苯胺在中性甚至强碱性溶液中的电化学活性,并利用红外光谱、拉曼光谱和紫外光谱进行了可能的机理探讨。石墨烯/聚苯胺复合物材料在中性溶液里的电化学活性,在生物传感领域具有可能的应用空间;同时,在不同pH 溶液里的电化学活性也为石墨烯/聚苯胺复合物材料在pH传感中提供了可能的应用空间。 (2)将石墨烯与具有电绝缘性能的凡士林混合,研究了石墨烯/凡士林膜电极的电化学性能。循环伏安测试表明:采用10.0 mg/mL、5.0 mg/mL和1.0 mg/mL的石墨烯/凡士林修饰电极可以依次得到常规尺寸电极、亚微尺寸电极和微尺寸的纳米电极阵列,并且通过简单混合所制备的石墨烯/凡士林膜电极具有良好的电化学活性和稳定性。作为新型碳材料的膜电极,石墨烯/凡士林膜电极在基础电化学研究和应用中具有一定的潜在价值。 (3)将石墨烯组装在具有完全电绝缘性能的硫醇自组装膜电极上,研究了石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学性能。交流阻抗数据表明,随着组装时间的增加,石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学阻抗逐渐降低,表明石墨烯在硫醇自组装膜上是一个可控的组装过程。循环伏安测试还表明,石墨烯的组装时间是120 min和5 min时,可以分别得到常规尺寸和微尺寸纳米电极阵列的石墨烯/硫醇自组装膜电极,而且对抗坏血酸、多巴胺、尿酸具有较好的电催化活性。同时,为了探讨可能的实验机理,我们讨论了电子传递的可能原因以及影响自组装膜电极双电层结构的两个因素。结果表明随着硫醇中碳链长度的增加,电子传递速率逐渐降低,氧化还原峰电位的差值逐渐增大;不同碳材料的电子转移速率呈现为:石墨烯>多孔碳>石墨。这种采用简单而有效的方法制备的石墨烯/硫醇自组装膜电极,在电化学理论研究和实际应用中具有较好的前景。 超级电容器是一种绿色、新型的储能元件,由于其高效、无污染的优良特性,符合“低碳”经济的发展要求,受到了人们的高度重视。超级电容器的核心是电极材料。 新兴的石墨烯二维单层原子碳材料因具有大的比表面积、优异的导电性、高的机械强度,被认为是理想的超级电容器电极材料。化学方法制备的氧化石墨烯具有良好的成膜性,可用于制备“石墨烯纸”并进而应用于无支撑电极。 此外,氧化石墨烯上丰富的含氧官能团可用于锚定金属纳米粒子,形成石墨烯复合材料。本论文围绕石墨烯薄膜制备、修饰和电化学电容性质开展研究工作,发展了石墨烯/碳纳米管复合薄膜的溶液铸造制备方法,提出了水热还原制备石墨烯基复合薄膜的途径,并研究了所制备材料的电容性能,取得了
化学修饰电极
化学修饰电极 化学修饰电极是20世纪70年代中期发展起来的一门新兴的、也是目前最活跃的电化学和电分析化学的前沿领域。化学修饰电极是在电极表面进行分子设计，将具有优良化学性质的分子、离子、聚合物设计固定在电极表面，使电极具有某种特定的化学和电化学性质。化学修饰电极扩展了电化学的研究领域，目前已应用于生命、环境、能源、分析、电子以及材料学等诸多方面。 一、研究修饰电极的实验方法:目前，主要应用电化学和光谱学的方法研究修饰电极，从而验证功能分子或基团已进入电极表面，电极的结构如何，修饰后电极的电活性、化学反应活性如何，电荷在修饰膜中如何传递等。 1、电化学方法:通过测量化学反应体系的电流、电量、电极电位和电解时间等之间的函数关系来进行研究的，用简单的仪器设备便能 1，2获得有关的电极过程动力学的参数。常用的方法有循环伏安法， 3,45-8微分脉冲伏安法，常规脉冲伏安法，计时电流法，计时库仑法，计时电位法以及交流伏安法和旋转圆盘电极法。 2、光谱法:能够在分子水平上研究电极表面结构的微观特性，如数量，空间，与电极材料成键的类型，平均分子构象，表面粗糙度对结构的影响，聚合物的溶胀，离子含量，隧沟大小，聚合物结构中的流动性等，这些对于修饰电极的应用是十分重要的。研究化学修饰电极的常 9-11用表面分析方法有X光电子能谱,XPS,、俄歇电子能谱,AES,12- 1415,161718-20、反射光谱(Vis-UV, 红外反射光谱)、扫描电镜 (SEM)、 1 光声及光热光谱等。 二、化学修饰电极的分类:一般分为吸附型、共价键合型、聚合
物型三大类。 1、吸附型:用吸附的方法可制备单分中层，也可以制备多分子层修饰电极。将修饰物质吸附在电极上主要通过四种方法进行:平衡吸附型，静电吸附型，LB膜吸附型，涂层型。 21-25平衡吸附型:在电解液中加入修饰物质，它们就会在电极表面形成热力学吸附平衡。强吸附性物质，如高级醇类、硫醇类、生物碱等 -3-5在电解液中以10~10mol/L低浓度存在时，有时能生成完整的吸附单分子层，一般则形成不完全的单分子层。这种吸附式可逆的，与浓度、电解液组成、电极电位等都有关。这种方法直接、简单，但修饰物质有限，修饰量一般也较少，因此，在应用上有一定的限制。 26-30静电吸附型:电解液中离子能以静电引力在电极表面集聚，形成 -1多分子层，一般需要在10~10mol/L的高浓度溶液中，也可能在低浓度溶液中。静电吸附在热力学上不可逆的。过去在电化学体系中所谓支持电解质的影响，其本质可能就是其离子在电极表面的静电吸附，起到了修饰电极的作用。 31-35LB膜吸附型:将不溶于水的表面活性物质在水面上铺展成单分子膜,LB膜,后，将亲水基伸向水相，而疏水基伸向气相。当该膜与电极接触时，若电极表面是亲水性的，则表明活性物质的亲水基向电极表面排列，若电极表面是疏水性的，则逆向排列。这时，加一定的表面压，并依靠成膜分子本身的自组织能力，得到高度的分子有序排 2 列，最后，把它转移到电极表面，得到LB膜吸附型修饰电极。LB膜修饰电极 一般只有一个或几个单分子层厚，电子或物质的传输容易，加上修饰分子的紧密排列，活性中心密度大，所以此类电极的电化学相应信号也较大。LB膜较牢固，电 极可望有较长的寿命。另外，由于修饰分子在电极表面有序排列而能产生用一般方
高中化学 几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写素材 新人教版
几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1．电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极发生的反应为：H2+ 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以： 负极的电极反应式为：H2– 2e- + 2OH- === 2H2O； 正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2-，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O === 4OH-，因此， 正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-。 2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+ 正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2-，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ === H2O，因此 正极的电极反应式为：O2+ 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2-，2O2- + 4H+ === 2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质） 负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+ 正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH- 说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 3.中性溶液反应物中无H+ 和OH- 4.水溶液中不能出现O2- 二、甲醇燃料电池
线性扫描伏安法测定废水中的镉离子含量
线性扫描伏安法测定废水中的镉 摘要：本实验利用线性扫描伏安法扫描废水中镉离子浓度，使用铋膜碳电极为工作电极，Ag/AgCl 电极为参比电极，Pt为辅助电极的三电极系统，在CHI660A电化学工作站采用常规峰电流对镉离子浓度作回归方程，结果测得：对常规峰进行处理后得方程y = 356.44x + 0.0348，相关系数R2达0.9997，测得含量为50.40 mg.L-1。此法精度高、迅速、灵敏，结果令人满意。 关键词：线性扫描伏安法镉离子常规峰电流半微分峰电流 1.引言 镉（Cadmium）是一种重金属，与氧、氯、硫等化学元素形成无机化合物分布于自然界中。人体健康的危害主要来源于工农业生产所造成的环境污染。镉在工业中有广泛应用，如电池、电镀合金、油漆和塑料等的生产和使用。镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性，且环境中的镉不能生物降解，所以现今镉的污染已经处于较为严重的状况[1]。 目前国家对于镉离子分析的标准测定方法有：无火焰原子吸收分光光度法、火焰原子吸收分光光度法、双硫脉分光光度法[2]。 伏安法和极谱法是一种特殊的电解方法。以小面积、易极化的电极为工作电极，以大面积、不易极化的电极为参比电极组成电解池，电解被分析物质的稀溶液，由所测得的电流－电压特性曲线来进行定性和定量分析的方法。使用滴汞电极或其他表面能够周期性更新的液体电极者称极谱法,使用表面静止的液体或固体电极者称伏安法。伏安法由极谱法发展而来，后者是伏安法的特例。极谱法的使用涉及到汞，毒性问题较为严重；且若采用极谱法，则需要消除氧波（加入Na2SO3、抗坏血酸、通惰性气体或N2保护）和极谱极大（加入一些表面活性物质如明胶、PVA、Triton X-100等）的干扰，过程较为繁琐。由于线性扫描伏安法扫描的速度比较快，氧波和前波的干扰很小，可不除氧，前放电物质存在也不干扰测定[3]。 伏安法作为一种非分析方法，主要用于研究各种介质中的氧化还原过程、表面吸附过程以及化学修饰电极表面电子转移机制。伏安法选择性和灵敏度较高，而且随着低成本的电子放大装置出现，伏安法开始大量用于医药、生物和环境分析中[4]。相对于其他测定痕量镉的方法包括 ICP-AES[5]，火焰原子光谱法[2]等，这些方法同样需要绘制回归方程，相对误差较大（在1%-5%左右），相关系数R一般比较低。而采用线性伏安法仪器造价低廉、灵敏度高、有一定精确度、测试速度快、维护成本较低、携带方便。 综上所述，本实验中将采用线性扫描伏安法对废水样品中镉离子浓度进行测量。 2.实验部分
电沉积纳米金的读书笔记
[1]吉玉兰, 王广凤, 方宾. 纳米金/单壁碳管修饰玻碳电极对黄芩苷的电催化作用及快速检 测[J].2010, 6(6): 11-12. NG/GCE电极的制备 将l mg酸化的SWNT分散在5 mL DMF中，超声振荡至溶液均一。玻碳电极先在0.05 μm A2O3上抛光，然后分别在无水乙醇和二次蒸馏水中各超声清洗l min，晾干后，用微量进样器取10.0μL上述SWNT分散液滴加在玻碳电极表面，晾干，即得SWNT/GCE。将SWNT/GCE用二次水冲净置于0.1 mg/mL HAuCl4中，以扫速50 mV/s，于1.2～-0.6 V范围连续扫描5圈，取出用水反复冲净，晾干得NG／SWNT／GCE。 [2]张英，袁若，柴雅琴等. 纳米金修饰玻碳电极测定对苯二酚[J]. 西南师范大学学报, 2002, 6(31):87-90. NG/GCE电极的制备 将玻碳电极分别用0.1 μm和0.03 μm A12O3。粉末抛光成镜面，二次水冲洗，依次用(1+1) HNO3，无水乙醇和二次水超声清洗5 min，取出后用二次水冲净置于1 mg/mL HAuCl4中，以饱和甘汞电极(SCE)为参比，铂丝为对电极，于-0.2 V下保持60 s，取出后用二次水反复冲洗，得NG／GCE修饰电极，悬在pH为7.0的PBS上方保存备用。 NG/GCE修饰电极的性能 图1(a)是裸GCE和NG/GCE修饰电极在 5.0 mmol/L Fe(CN)63-/4- + 0.1 mol/L PBS(pH=7.0)中的循环伏安图．从图中可以看出，Fe(CN)63-/4-在NG/GCE修饰电极上峰电流明显增加，并且氧化还原峰电位差值减小，这主要是因为：NG使GCE电极的表面粗糙度和有效面积增加以及带正电荷的NG叫同带负电荷Fe(CN)63-/4-有较强的静电作用，使氧化还原发应更容易发生．图l(b)是裸GCE和NG/GCE修饰电极在5.0 mmol/L Fe(CN)63-/4-+0.1 mol/L PBS(pH=7.0)中的交流阻抗图，由图可知，NG/GCE电极膜的阻抗比裸GCE小很多，这说明NG能很好地增强电子的传输． [3]朱强，袁若，柴雅琴等.以纳米金为介质的无标记电流型甲胎蛋白免疫传感器的研 究[J]. 西南师范大学学报, 2002, 2(32):82-90.
芦丁在纳米金修饰玻碳电极上的电化学行为及其测定
芦丁在纳米金修饰玻碳电极上的电化学行为及其测定一、实验目的 1．初步掌握电化学工作站的使用方法，掌握循环伏安法和差分脉冲伏安法的基本原理和测量技术 2. 通过对体系的测量，了解如何根据峰电流、峰电势及峰电势差和扫描速度之间的函数关系来判断电极反应过程的可逆性，以及求算有关的热力学参数和动力学参数。 3. 学习固体电极表面的处理方法 二、实验原理 芦丁(Rutin）是一种多羟基黄酮类化合物，存在于多种植物的茎和叶中，是一些中草药的有效成分。在临床上它可用于治疗过敏性紫瘫及各种因毛细管脆性增加而引起的出血性疾病和冠状动脉高血压病等。 循环伏安法是用途最广泛的研究电活性物质的电化学分析方法，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等领域得到了广泛的应用。由于它能在很宽的电位范围内迅速观察研究对象的氧化还原行为，因此电化学研究中常常首先进行的是循环伏安行为研究，如电极过程的可逆性、电极反应机理、计算电极面积和扩散系数等电化学参数。
循环伏安是在工作电极上施加一个线性变化的扫描电压，以恒定的变化速度扫描，当达到某设定的终止电位时，再反向回归至某一设定的起始电位，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线，对溶液中的电活性物质进行分析。 典型的循环伏安图如图所示： 选择施加在a 点的起始电位E i ，然后沿负的电位即正向扫描，当电位负到能够将Ox 还原时，在工作电极上发生还原反应：Ox + Ze = Red ，阴极电流迅速增加（b-d ），电流在d 点达到最高峰，此后由于电极附近溶液中的Ox 转变为Red 而耗尽，电流迅速衰减（d-e ）；在f 点电压沿正的方向扫描，当电位正到能够将Red 氧化时，在工作电极表面聚集的Red 将发生氧化反应：Red = Ox + Ze ，阳极电流迅速增加（i-j ），电流在j 点达到最高峰，此后由于电极附近溶液中的Red 转变为Ox 而耗尽，电流迅速衰减（j-k ）；当电压达到a 点的起始电位E i 时便完成了一个循环。 循环伏安图的几个重要参数为：阳极峰电流（i pa ）、阴极峰电流（i pc ）、阳i E 还原峰 E pc i pc E pa 氧化峰 a b g h i j I 0.8V I –0.2V k i pa f c d e
常见化学电源电极反应式的书写汇总
常见化学电源电极反应式的书写汇总1、银-锌电池： (电解质溶液：KOH溶液) 2、Ni-Cd电池：(电解质溶液：KOH溶液) 总反应：Cd +2 NiO(OH) + 2H 2O=Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2 正极：2 NiO(OH) + 2H 2O+2e-→2Ni(OH) 2 +2OH- 负极：Cd +2OH-→Cd(OH) 2 + 2e- 3、铅蓄电池：(电解质溶液：硫酸) 总反应：Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 =2PbSO 4 + 2H 2 O 正极：PbO 2 + 4H++SO 4 2-+2e-→PbSO 4 + 2H 2 O 负极：Pb + SO 42-→PbSO 4 +2e- 4、锌锰干电池 (1)酸性(电解质:NH 4 Cl等)［注：总反应式存在争议］ (2碱性(电解质KOH) 总反应：Zn+2MnO 2+H 2 O=Zn(OH) 2 +Mn 2 O 3 正极：2MnO 2+H 2 O+2e-→Mn 2 O 3 +2OH- 负极：Zn+2OH-→Zn(OH) 2 +2e-5、氢-氧电池：
6．锂电池：(正极材料为LiMnO 2 ) 总反应：Li + MnO 2=LiMnO 2 正极：Li++e-+MnO 2→LiMnO 2 负极：Li→Li++e- 7、甲烷电池：(电解质溶液：KOH溶液) 总反应：CH 4 +2 KOH + 2O 2 =K 2 CO 3 + 3H 2 O 正极：2O 2+8e-+ 4H 2 O=8OH- 负极：CH 4 +10OH-→CO 3 2- +8e-+7H 2 O 8、乙烷电池： (电解质溶液：KOH溶液) 总反应：2C 2H 6 + 8KOH +7O 2 =4K 2 CO 3 + 10H 2 O 正极：7O 2+28e-+ 14H 2 O→28OH- 负极：2C 2H 6 +36OH-→4CO 3 2-+28e-+24H 2 O 9、甲醇燃料电池（40%KOH溶液） 总反应式：2CH 3OH+3O 2 +4KOH→2K 2 CO 3 +6H 2 O 正极：3O 2+12e-+ 6H 2 O→12OH- 负极：2CH 3OH+16OH-→2CO 3 2-+12e-+12H 2 O 10、Fe-Ni电池(爱迪生电池)：(电解质溶液：KOH溶液) 总反应：Fe + NiO 2 + 2H 2 O=Fe(OH) 2 + Ni(OH) 2 正极：NiO 2 + 2H 2 O+2e-→Ni(OH) 2 +2OH- 负极：Fe+2OH-→Fe(OH) 2 +2e- 11、铝-空气海水电池：(电解质溶液：海水) 总反应：4Al + 6H 2O + 3O 2 =4Al(OH) 3 正极：3O 2+12e-+ 6H 2 O→12OH- 负极：4Al→4Al3++12e-[注：海水基本呈中性] 12、熔融盐电池：(电解质：熔融Li 2CO 3 、Na 2 CO 3 )
石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅
DOI :10.3724/SP.J.1096.2013.20547 石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅 唐逢杰1,2 张凤1,2 金庆辉*1 赵建龙1 1 (中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室,上海200050) 2 (中国科学院大学,北京100039) 摘 要 建立了石墨烯修饰铂电极(G/Pt )共沉积铋膜测定水中微量重金属镉和铅的方法三采用微机电系统(MEMS )工艺制作铂电极,并利用CVD 法在铂电极上原位生长石墨烯,制备了石墨烯修饰铂电极,与Ag/AgCl 参比电极二铂丝对电极构成三电极体系;采用差分脉冲阳极溶出伏安法对水中微量的镉和铅进行测定三在pH =4.5的醋酸?醋酸钠(HAc ?NaAc )底液中,Cd 2+和Pb 2+分别在-0.72和-0.48V 灵敏地产生溶出峰,线性范围分别为0.05~10mg/L 和0.03~5mg/L ,检出限均为10m g/L 三本方法操作简单二安全快速二重现性好,适合于废水二地表水二及生活用水中镉和铅的测定三 关键词 石墨烯修饰铂电极;差分脉冲阳极溶出伏安法;铋膜;重金属离子 2012?05?25收稿;2012?09?11接受 本文系国家973计划(Nos.2012CB933303,2011CB707505),国家科技支撑计划(No.2012BAK08B05)以及上海市科委(Nos.11391901900,11530700800,11ZR1443900,10391901600)资助项目*E ?mail:jinqh@https://www.360docs.net/doc/d55283169.html, 1 引 言 镉和铅具有极大的生物毒性,富集在人体内会造成极大的危害[1]三因此,研制出灵敏二快速二准确的 重金属检测传感器尤为重要三溶出伏安法广泛地应用于重金属离子的测定,早期的工作电极采用汞膜电极,但汞有毒性且易挥发,存在汞污染问题[2,3]三后来常用低毒的铋代替汞进行测定[4~7]三2004年,石墨烯被首次发现[8]三因为其具有许多优异而独特的性能而被广泛地应用于微纳电子器件二新型复合材料二传感器材料等领域[9,10]三采用石墨烯修饰电极测定重金属离子已有多篇报道,2009年,Li 等[11]用石墨烯纳米片溶液和Nafion 溶液混合制作石墨烯修饰玻碳电极,并预镀铋膜,测定了Cd 和Pb 三 Wang 等[12]用同样的修饰方法制得石墨烯修饰玻碳电极,并镀汞膜,采用溶出伏安法测定了Cu ,Pb 和Cd 三Brownson 等[13]用市售的石墨烯溶液制作石墨烯修饰丝网印刷碳电极,测定了Cd 三石墨烯修饰电极用于电化学分析有以下特点:吸附能力强二传质速率高二抗氧化腐蚀等[11,12]三 采用微机电系统(Micro ?electro ?mechanical systems ,MEMS )技术制作工作电极,具有成本低廉二一致性好二微型化二易集成等优点[5,14,15]三本研究采用MEMS 工艺制作出铂电极,然后利用CVD 法在铂电极上生长石墨烯得到G/Pt 电极,与Ag/AgCl 参比电极二铂丝对电极构成三电极体系三利用本传感器检测HAc ?NaAc 缓冲液中的Cd 2+和Pb 2+,考察了共沉积铋液浓度二电沉积电位二电沉积时间等对实验结果的影响,同时考察了传感器检测的线性范围二检出限二抗干扰性等三利用本传感器测定水样中的Cd 2+和Pb 2+,结果较好三 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 Ag/AgCl 电极(上海辰华仪器公司);IM6ex 电化学工作站(德国Zahner 公司);TL1200管式炉(南京意帆仪器公司)三AZ4620光刻胶,AZ400K 显影液(日本Fuji Film 公司)三将C 4H 6CdO 4四2H 2O,C 4H 6PbO 4四3H 2O 和Bi (NO 3)3四5H 2O 分别加入到醋酸?醋酸钠缓冲溶液 (pH =4.5)中,配制成重金属离子浓度梯度和共沉积铋膜溶液三 2.2 石墨烯修饰铂电极的制备 采用氧化工艺,在硅片上制作厚度为微米级的SiO 2氧化层,利用Lift ?off 工艺制备图形化的铂电极; 第41卷2013年2月 分析化学(FENXI HUAXUE ) 研究简报Chinese Journal of Analytical Chemistry 第2期278~282
基于石墨烯的化学修饰电极的制备及应用
基于石墨烯的化学修饰电极的制备及应用 世界上有这么种物质，它透明，有韧性，它极其坚硬，防水，它存量丰富，经济实惠并且它的电阻率是世界上已知物质中最小的。它就是石墨烯，一种拥有完美性能的材料，科学家和企业家都为之着迷。[1] 1.1石墨烯 石墨烯（Graphere）是由碳原子组成的单层二维六角晶格结构的碳质新型纳米材料，具有极高的机械强度、极大的比表面积、优异的导电性能、很高的层内载流子迁移速率、优异的导电能力、良好的生物亲和性、近乎完美的量子隧道效应、几乎从不消失的室温铁磁性等一系列优良的特殊性质。自从英国曼彻斯特大学的两位科学家Andre Geim和Konstantin Novoselov因在石墨烯研究领域的卓越研究而被授予了2010年的诺贝尔奖，由此，石墨烯逐渐成为当今自然科学的热点领域之一。[2] 1.2 石墨烯的制备 目前实验室制备石墨烯的方法主要有微机械剥离法、化学气相沉淀法、碳化热热解的外延生长法、氧化石墨还原法、石墨插层法、溶剂热法、芳香偶联法、电化学法、碳纳米管转换法和液相剥离法等。 1.2.1微机械剥离法 2010年诺贝尔奖得主使用胶带粘贴制备石墨烯的方法便是属于微机械剥离法。其原理 便是石墨中的碳原子呈层状结构，层间以范德华力结合，原子间作用力相对化学键来说比较弱，故可以施加外力即可将石墨烯从石墨表面撕扯下来。 其特点便是简单，但该方法耗时长产物少、过程不可控，不可能用于石墨大规模制备。 1.2.2化学气相沉淀法 化学气相沉淀法是一种本质上属于原子范畴的气态传质过程，主要原理是将碳氢化合物吸附于具有催化活性的反应基片上，在相当高的温度下使得碳氢化合物在催化条件上脱氢而在基底上形成石墨烯。 该方法简单易行，能获得表面积较大的石墨烯，但反应不可控，且难以与固体基底剥离。1.2.3碳化热热解的外延生长法 该方法原理是通过加热SiC单晶表面使得Si发生脱附而在原有表面形成单层石墨烯。 其形成的石墨烯厚度可控且洁净无杂质，但仍然难以制备大面积的石墨烯、并且仪器设备要求及成本都很高。 1.2.4氧化还原石墨法 氧化还原石墨法首先用强氧化剂处理天然鳞片石墨使得石墨边缘附近带上环氧基、羧基、羟基等亲水基团而成为氧化石墨，进一步通过水相超声等方法剥离氧化石墨，最后用还原剂还原氧化石墨烯而得到石墨烯的过程。 这种方法操作方便，条件易于实现，且能满足石墨烯工业化产量的要求，但存在制备所得的石墨烯层数不可靠控、带有一定量杂质基团等缺陷。 1.2.5微波法 即为在微波条件下进行氧化还原制得石墨烯的过程。 该方法具有反应速度快、条件温和、设备要求简单的优点，但还原程度不易控制。 1.2.6溶剂热法
2021年食品安全检测中电化学分析法的运用
食品安全检测中电化学分析法的运用 食品安全检测中电化学分析法的运用 电位分析法是一种通过测量电极电位来获得溶液中待测物质浓度信息的分析方法，下面是一篇关于食品安全检测中电化学分析法运用探究的，欢迎阅读了解，希望对你的有帮助。 随着 ___发展和生活水平不断提高，食品作为人们最基本生活必需品的消费逐渐从数量型向质量型转变，食品质量与安全成为广大民众普遍关心的问题。因此，为了提高食品质量和保证食品安全，必须充分发挥食品质量安全检验检测的效能，不断丰富食品检测方法，改进测试手段，逐步提高检测水平，为人们吃上安全的放心食品提供保障。目前，仪器分析方法已经成为食品安全检测的主要方法，如，光学分析法(分光光度法、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法)、电化学分析法、色谱分析法(气相色谱法、高效液相色谱法)等方法[1]. 电化学分析法是建立在化学电池的一些电学性质(如电导、电位、电流、电量等)与被测物质浓度之间存在某种关系而进行测定的一种仪器分析方法。按照实验过程中测定的电学参数不同，可将电化学分析法区分为电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法、伏安法和极谱法等。与其它仪器分析方法比较，电化学分析法具有灵敏度和准确度高、测量范围宽、仪器设备简单、容易实现自动化等特点，已经在食品质量检测中广泛应用[2,3].本文根据电化学分析方法类
型，对电位分析法、伏安分析法、极谱分析法和电化学传感器法等几种方法在食品检测方面的研究和应用情况进行了评述。 电位分析法是一种通过测量电极电位来获得溶液中待测物质浓度信息的分析方法，分为直接电位法和电位滴定法。电位滴定法不需要指示剂，也不受溶液浑浊和颜色 ___，可以准确判断终点，在食品检测中应用较为普遍。比如，采用电位滴定法可以测定食品中调味品之一的 NaCl 含量。通常采用银电极和饱和甘汞电极组成原电池，用AgNO3标准溶液滴定 Cl-离子至终点电位。陈泽林等[4]采用电位滴定法测定了酱油、午餐肉和香肠三种食品中 NaCl 含量。为了克服盐桥中饱和氯化钾溶液对 Cl-离子测定结果 ___，他们将参比电极改为双盐桥饱和甘汞电极，滴定终点确定采用二次微商法，使测定结果更为准确和合理，实验加标回收率为98.54%~101.06%.郑自强等[5]和喻利娟等[6]的研究也表明，采用电位滴定法测定罐头、水、酱油等食品中 NaCl 含量，具有准确度高、精密度好等优点，更重要的是方法简便易行，尤其适用于有色浑浊食品中 NaCl 含量的测定。 乳制品是人体摄取蛋白质的之一，其营养价值以蛋白质含量高低作为主要指标，因此，乳制品中蛋白质含量的测定备受关注。采用凯氏定氮法测定乳制品中蛋白质含量，虽然具有结果准确、重现性好的优点，但容易受到三聚氰胺、尿素等一些非蛋白氮干扰，且操作过程复杂，产生的 SO2等气体对环境有污染。为了解决凯氏定氮法存