液/液界面离子转移和MHCF修饰电极的阳离子选择透过性研究

论文摘要

液液界面离子转移与多核过渡金属铁氰化物修饰电极离子选择性通过现象作为界面电化学的重要现象,越来越引起人们的重视。液/液界面离子转移在探讨相转移催化、萃取过程和化学传感机理,研究药物释放以及模拟生物膜功能等方面的潜在应用前景。多核过渡金属铁氰化物薄膜修饰电极的制备方法简单,化学性质稳定,有电催化性能,容易制备,并且具有电色效应、价格低廉等特点,因而广泛应用于分子识别、光电转换、电化学催化、离子选择、防腐蚀、生物传感、水的光解等方面。本文利用Scholz等人于2000年提出的三相电极法（three-phase electrode）和铜钴铁氰化物薄膜修饰电极分别探究了界面离子转移及离子选择性通过。本文共分为四章,主要包括以下内容:1.简要地回顾了液/液界面电化学的发展历史,介绍了液/液界面电化学的基本理论,详述了三相电极法的工作原理,多核过渡金属铁氰化物薄膜修饰电极的制备、结构等,以及它们在界面电化学研究中的应用。2.在应用三相电极法研究亚硝酸根和氯离子转移时发现,亚硝酸根离子在NB/W界面上的转移是一个受扩散控制的过程,外电路未补偿电阻和溶剂的IR降对实验结果不会产生明显的影响,水溶液中亚硝酸根的浓度会引起峰电势的移动,峰电势与亚硝酸根浓度的对数成线性关系。NB和AA（乙酰丙酮）两种有机溶剂对研究Cl-的转移反应不会产生特别大的影响。3.我们研究发现,三相电极法可以成功地运用到测定取代苯甲酸的一系列同系物的离子吉布斯转移自由能。通过对这类亲酯性的有机阴离子的研究表明,有机阴离子在水溶液中的稳定性可能会影响这些有机阴离子的Gibbs转移自由能的大小。Gibbs转移自由能大小顺序为:o-OCH3-C6H5-COO- > C6H5-COO- > o-Cl-C6H5-COO- = p-CH3-C6H5-COO- > p-NO2-C6H5-COO- > o-OH- C6H5-COO-。4.在制备铜钴铁氰物修饰电极时,不同含量的硝酸钴的混合溶液,Co2+/3+的氧化还原峰的高度会不一样。在不同的钾盐溶液中,不同的酸根对离子转移的影响几乎可以忽略。而简单的季铵盐阳离子可能以裸离子的形式通过离子通道,而且它们所连接的烷基的链长一方面直接影响到了它们离子半径的大小,可能也影响到了中心原子（氮原子）与修饰薄膜的作用能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 液/液界面离子转移
• 1.1.1 液/液界面离子转移的发展历史
• 1.1.2 三相电极的实验装置
• 1.1.3 三相电极法离子转移模式
• 1.1.4 离子Gibbs 转移自由能的计算
• 1.1.4.1 单离子的吉布斯转化能—“TATB”假设
• 1.1.4.2 三相电极法离子Gibbs 转移自由能的计算
• 1.1.5 三相电极法的研究进展
• 1.1.6 总结与展望
• 1.2 多核过渡金属铁氰化物修饰电极
• 1.2.1 化学修饰电极的研究进展
• 1.2.2 多核过渡金属铁氰化物薄膜修饰电极的制备
• 1.2.3 多核过渡金属铁氰化物修饰电极的电化学性质
• 1.2.4 多核过渡金属铁氰化物修饰电极的结构
• 1.2.5 过渡金属氰化物薄膜修饰电极研究进展
• 1.3 本论文的研究思路
• 参考文献
• 2^-和Cl^-在液/液界面上的转移'>第二章 三相电极法研究NO₂^-和Cl^-在液/液界面上的转移
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验设备及试剂
• 2.2.2 实验过程
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 亚硝酸根离子在硝基苯/水界面上的转移
• 2.3.1.1 亚硝酸根离子在硝基苯
• 2.3.1.2 频率对亚硝酸根离子在硝基苯/水界面上的转移的影响
• 2.3.1.3 IR 降对亚硝酸根离子在硝基苯/水界面上的转移的影响
• 2.3.1.4 亚硝酸根浓度对其在硝基苯/水界面上的转移的影响
• 2.3.2 氯离子在液/液界面上的转移
• 2.3.2.1 氯离子在NB/W 界面上的转移
• 2.3.2.2 不同有机溶剂对氯离子在液/液界面上的转移的影响
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 苯甲酸类阴离子在水溶液中的稳定性对其在 NB/W 界面上转移的影响
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验设备及试剂
• 3.2.2 实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 邻、对位取代苯甲酸根在硝基苯/水界面间的 Gibbs 转移自由能的测定
• 3.3.2 邻、对位取代苯甲酸根的稳定性对它们的阴离子转移的影响
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 铜钴铁氰酸薄膜修饰电极的制备、表征及离子选择透过性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 铜钴铁氰酸薄膜修饰电极的制备
• 4.3.2 铜钴铁氰酸薄膜修饰电极的电化学性质
• 4.3.2.1 铜钴铁氰酸薄膜修饰电极循环伏安图
• 4.3.2.2 不同的扫描范围的循环伏安图
• 4.3.3 铜钴铁氰化物的结构表征
• 4.3.4 阳离子的选择透过性研究
• 4.3.4.1 碱金属阳离子的选择透过性研究
• +选择透过性的影响'>4.3.4.2 不同酸根对K⁺选择透过性的影响
• +和TEA⁺选择透过性研究'>4.3.4.3 TMA⁺和TEA⁺选择透过性研究
• 4.4 结论
• 参考文献
• 在读硕士期间发表的论文
• 致谢