论文摘要
有机小分子在电极?电解质溶液界面吸附是电化学、电催化以及生物电化学等领域的重要基础研究课题。氨基酸作为多官能团分子,同时含有-COOH、-NH2、-CHx、-OH等多种基团,可作为理想的模型分子用于研究有机小分子在过渡金属电催化剂表面上的吸附和反应性能。同时,氨基酸作为构成蛋白质和多肽的基本单元,也为深入研究蛋白质与金属表面复杂的相互作用提供重要信息。本论文运用电化学循环伏安、原位红外光谱和电化学石英晶体微天平等技术研究了碱性介质中氰根离子、甘氨酸和丝氨酸分子在金电极表面的吸附和氧化,获得以下主要结果:1、发现电化学沉积制备的纳米薄膜金电极（nm-Au/GC）具有异常红外效应（AIREs）,即吸附态CNad-给出谱峰方面倒反、红外吸收增强以及半峰宽增加的光谱特征。该研究不仅将AIREs由铂族和铁系金属拓展到币族金属,有助于深入认识AIREs本质,而且利用其增强效应,为后续检测氨基酸的解离吸附物种提供了便利。2、发展了氨基酸分子在金电极表面的吸附和氧化机理的认识。检测到碱性介质中甘氨酸和丝氨酸在低电位（-0.8 V）时即可发生C-C键断裂,-CHxNH2解离生成表面吸附态的CN-。在-0.8至0.0 V区间,CNad-可稳定存在于电极表面。当电位进一步升高,CN-ad发生氧化生成OCN-,同时Au表面也发生氧化生成AuCN和Au（CN）2-,而Au（CN）2-阴离子的形成是导致电极表面质量显著减少的主要原因。氨基酸中的-COO-以及-CH2OH的最终氧化产物为CO2(根据反应程度的不同或以HCO3-和CO32-阴离子形式存在)。3、测得Au（111）单晶电极对甘氨酸和丝氨酸的氧化比多晶Au电极具有更高的电催化活性,归因于OH-有序的特性吸附。本文深入研究了氨基酸在Au表面上的解离吸附和氧化过程。研究结果对于深入认识电催化剂的表面结构与反应性能之间的内在联系,以及从分子水平揭示氨基酸等生化分子与金电极表面的相互作用规律具有重要意义,同时在电催化、药物化学及生物传感器等方面亦具有应用价值。
论文目录
中文摘要Abstract第一章 绪论§1-1 电化学表面科学概述§1-2 金属单晶表面电化学和电催化研究§1-3 CN-的吸附和氧化过程研究§1-4 EQCM 技术在表面电化学和电催化中的应用§1-4-1 EQCM 在电极表面吸附中的应用§1-4-2 EQCM 在金属欠电位沉积与溶解中的应用§1-4-3 EQCM 在其它方面的应用§1-4-4 EQCM 与其它技术联用§1-5 氨基酸的基本性质和研究进展§1-5-1 氨基酸的基本性质§1-5-2 简单氨基酸分子的电化学吸附和氧化研究§1-6 本论文研究目的与设想参考文献第二章 实验§2-1 试剂§2-2 电化学体系§2-2-1 电极§2-2-2 电解池§2-2-3 电化学仪器§2-3 电化学原位FTIR 反射光谱实验§2-3-1 红外电解池§2-3-2 红外光谱仪器§2-3-3 原位FTIR 反射光谱§2-3-4 红外透射池§2-4 电化学石英晶体微天平§2-4-1 基本原理§2-4-2 电极及电解池构造参考文献第三章 金电极上CN-吸附的原位FTIR光谱和EQCM研究§3-1 氰吸附在本体Au 电极上的循环伏安研究§3-2 氰吸附在nm-Au/GC 电极上的循环伏安研究§3-2-1 nm-Au/GC 电极的制备和表征§3-2-2 nm-Au/GC 电极上不可逆吸附氰的循环伏安研究§3-3 nm-Au/GC 电极上不可逆吸附氰的原位红外反射光谱研究§3-4 Au 电极上不可逆吸附氰的EQCM 研究本章小结参考文献第四章 甘氨酸在金电极上解离吸附和氧化反应研究§4-1 碱性介质中甘氨酸在Au（111）电极上循环伏安研究§4-2 碱性介质中甘氨酸在Au（111）电极上吸附和氧化的原位FTIR 研究§4-3 碱性介质中甘氨酸在Au（111）电极上的EQCM 研究§4-4 碱性介质中甘氨酸在nm-Au/GC 电极上的循环伏安和原位 FTIR 研究§4-4-1 碱性介质中甘氨酸在nm-Au/GC 电极上的循环伏安表征§4-4-2 甘氨酸在nm-Au/GC电极上的原位FTIR研究§4-5 甘氨酸在不同介质中的吸附和氧化研究§4-5-1 甘氨酸在不同介质中的循环伏安研究§4-5-2 甘氨酸在不同介质中的EQCM 研究本章小结参考文献第五章 丝氨酸在金电极上的解离吸附和氧化过程研究§5-1 丝氨酸在Au 多晶和Au（111）电极上吸附和氧化过程循环伏安法研究§5-2 丝氨酸在Au（111）电极上吸附和氧化的原位FTIR 光谱研究§5-3 碱性介质中丝氨酸在Au（111）电极上的EQCM 研究§5-4 不同Au 电极上丝氨酸的氧化过程对比本章小结参考文献结论作者攻读硕士期间发表与交流的论文致谢
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标签：电极论文; 氨基酸论文; 吸附和氧化论文;
