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《化學(xué)修飾電極的研究進(jìn)展》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、化學(xué)修飾電極的研宄進(jìn)展李雪莉(哈爾濱師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，哈爾濱150000)摘要：評述了化學(xué)修飾電極的研究狀況及其應(yīng)用，展望了化學(xué)修飾電極用于分析化學(xué)的前景。關(guān)鍵詞：化學(xué)修飾電極；應(yīng)用；研究進(jìn)展中圖分類號：065文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311(2010)03-0045-011概況化學(xué)修飾電極的來源和興起與整個化學(xué)和其它學(xué)科特別是電化的研究密切相關(guān)。分子水平上進(jìn)行電極修飾的嘗試開始于60?70年代初，美國加州理工學(xué)院F.C.AnSOn［l］發(fā)展了有關(guān)吸附的化學(xué)基礎(chǔ)及吸附層結(jié)構(gòu)類型的較為系統(tǒng)的一般理論，在他的工作中，研究了大量配位化合物的電化學(xué)行為
2、，從此電化學(xué)工作者便開始了一套制備和控制電極表面物質(zhì)的規(guī)則。1973年，Lane和Hubbard首次有目的地改變電極表面結(jié)構(gòu)從而控制電化學(xué)反應(yīng)過程［2］。他們把兵有不同尾端基團(tuán)的多烯烴化合物強(qiáng)吸附在電極表面上發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)通過強(qiáng)吸附的方法將烯屬基團(tuán)引入潔凈的鉑電極表面可大大改變電極的電化學(xué)行為，說明了吸附在電極表面上的基團(tuán)能夠發(fā)牛.表面配合應(yīng)，并且借改變電極電位可調(diào)控其配合能力。為此他們認(rèn)為在電極表面預(yù)置一定的輔助基團(tuán)是完全可能的，指出了化學(xué)修飾電極萌芽。1975年，Miller和Murray分別報道了根據(jù)人為設(shè)計(jì)對電極面進(jìn)行化學(xué)修飾的研究使化學(xué)修飾電極成功的走出
3、了第一步［3-5］。Miller等把光活性分子S-苯丙氨酸甲酯鍵合到碳電極上，制出“手征性電極”這種手征性修飾電極親一種旋光異構(gòu)物而疏另一種。當(dāng)用此電極進(jìn)4-乙酰毗啶的電解時，可由非旋光性反應(yīng)物得到手性產(chǎn)物光活性醇。這次研究是在碳電極表面用不對稱試劑直接衍生，成功制備了手性電極，并且在工作中首次顯示通過電極修飾，電極反應(yīng)可以有選擇性的進(jìn)行。在此同吋MUrray［5］小組研究出用共價鍵合進(jìn)行電極表面修飾的通用方法，并首次提出化學(xué)修飾電極的命名。他們將硅烷化法用于修飾具奮表面活性羥基的二氧化錫極電極，發(fā)現(xiàn)將經(jīng)氧化的大多數(shù)金屬電極（如Pt、Au）浸入到酸溶液中吋，
4、往往會產(chǎn)生羥基，而且對烷氧基硅烷和氯代硅烷都呈反成活性。被硅烷化了的電極表面可進(jìn)一步結(jié)合上多種氧化還原體。Murray等的這一系列研究說明，電極表面可按設(shè)計(jì)進(jìn)行人工修飾，賦予電極更優(yōu)或特定的功能，從而使電化學(xué)獲得了很有意義的進(jìn)展。這些早期的工作在全世界范圍內(nèi)引起了很大的影響，但是也暴露了這些早期工作的局限性，通過這些方法制備的修飾電極步驟繁瑣而II壽命很短，在實(shí)際的電化學(xué)體系中，修飾層失活較快。我國對化學(xué)修飾電極的研宄起步也很早，董紹?。?］在1981年，便發(fā)表了關(guān)于化學(xué)修飾電極的綜述文章，之后每年均有大量論文發(fā)表。如1981年第一屆全國電分析化學(xué)學(xué)術(shù)會議中
5、有關(guān)化學(xué)修飾電極的論文僅1篇，而1981年第五屆全國電分析化學(xué)學(xué)術(shù)會議中論文己達(dá)48篇。全國多個高校和研究所積極地投入該領(lǐng)域的研宄熱潮，呈現(xiàn)出了百家爭鳴、百花齊放的局面，并逐步形成了以長春應(yīng)用化學(xué)研究所、華東師范大學(xué)、南京大學(xué)、武漢人學(xué)等多個單位各具特色的研宄格局。2應(yīng)用2.1電催化化學(xué)修飾電極電催化的實(shí)質(zhì)就是通過改變電極表面修飾物來大范圍地改變反應(yīng)的電位和反應(yīng)速率，使電極除具奮傳遞電子的功能外，還能對電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行某種促進(jìn)與選擇［7】?；瘜W(xué)修飾電極表面的修飾物可以是分子、原子、化合物和聚合物等，這就為電催化的應(yīng)用展示了較寬的領(lǐng)域，而且有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):化學(xué)修
6、飾電極電催化可以將催化劑與反應(yīng)物、產(chǎn)物容易地分開;可以隨意地調(diào)節(jié)電極電位的大小和正負(fù)，方便地改變電化學(xué)反應(yīng)的方向、速率和選擇性;化學(xué)修飾電極電催化較常規(guī)電催化節(jié)省催化劑，并且電極表面具有高活性中心。尤蘇是用聚合物膜固定催化劑可以在電極表面實(shí)現(xiàn)三維的均相催化，反應(yīng)物在聚合物膜內(nèi)可充分地與催化劑接觸，改變了常規(guī)界面電催化的反應(yīng)維數(shù)，提高了催化效率[8-9]o2.2在電化學(xué)發(fā)光中的應(yīng)用20世紀(jì)90年代初，劉忠范等人深入研究了偶氮苯衍生物L(fēng)B單分子膜獨(dú)特的光電化學(xué)響應(yīng)，并提出了這種高度奮序的分子組裝體系在超高度信息存儲等分子電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。2.3在電池電極上的
7、應(yīng)用電極材料種類的稀少，是電池研制中一個大問題，而化學(xué)修飾電極的出現(xiàn)為新電池的研究提供了新選擇。2.4對配位化學(xué)研究的應(yīng)用化學(xué)修飾電極研究絡(luò)合物具有電信號的靈敏和直接反應(yīng)特性的優(yōu)點(diǎn)?？蓮膬煞N方式來進(jìn)行研究，一是直接把絡(luò)合物修飾到電極上[10]或先制備某種功能團(tuán)的修飾電極，以便吸附溶液中的絡(luò)離子[11]。2.5在分析化學(xué)中的應(yīng)用（1）電化學(xué)傳感器；（2）在伏安分析、電位溶出中的應(yīng)用；（3）在流動體系中的應(yīng)用；（4）在光電聯(lián)合技術(shù)中的應(yīng)用；（5）在生物傳感器中的應(yīng)用。用修飾電極應(yīng)用到電化學(xué)分析方法具有分析速度快，操作簡便易行，成本低，試劑用量少，檢測靈敏度高等特
8、點(diǎn)，有更好的選擇性，所以修飾電極有一定的應(yīng)用前景。參
