论文摘要
电荷在L/L（Liquid-Liquid）界面上的转移不但与许多重要的生物、化学体系,如化学传感器,药理学中的药物释放,相催化转移相关,也与太阳能能量转换及模拟生物膜的研究密切相关。广泛的运用领域引起了人们极大的兴趣,其中薄层伏安法是研究电子转移的方法之一,此方法所需设备简单、成本低、数据处理容易、用量少等优点。本论文首先是展望了薄层伏安法液/液界面电子转移在实验及理论方面所取得的成就,并对平台电流的获得及速率常数的影响因素加以分析。另外,对Anson所提出的液/液界面的理论方面的知识进行补充、推理,最后应用MATLAB进行了模拟分析,从而能在实验中找出最佳优化条件,提高实验测量值的精确度和准确度。本文章主要包括了以下三部分内容:1.简要地回顾了薄层循环伏安法测量液/液界面电子转移的发展历程,详细综述了近年来薄层循环伏安法测定液/液界面电子转移速率在理论以及实验方面的研究进展,并对其可能的影响因素进行了总结与分析。本章主要包括:（1）薄层伏安法研究液-液界面电子转移的进展;（2）薄层循环伏安法的实验原理;（3）薄层循环伏安法测量液/液界面电子转移速率的影响因素;（4）速率常数的求导过程及其影响因素。2. Anson等提出了薄层循环伏安法测量液/液界面电子转移速率的基本理论,但并没说明这三个公式是怎么推得的,本章对薄层伏安法理论中的三个公式即动力学电流、扩散电流和稳态电流公式进行了推导,及如何求解速率常数的公式进行了推导,同时对水相反应物浓度和有机相浓度的选择范围做了推测及模拟验证。稳态电流的获得除了涉及有机相及水相浓度,另一个就是两相浓度比值了,无论从实验还是从模拟得到两相的浓度比是个不可缺少的条件,在研究单步及多步电子转移过程中,两相浓度比在极大程度上决定了研究电子转移过程的速率常数值及别的数值的测定,它对稳态电流值有重要的决定作用,所以对浓度比做了详细的研究。另外,第二章中对多步电子转移的原理、过程及基本理论进行了推断,对影响因素做了分析和研究。最后,对模拟时的编程理论设值做了讨论。3.薄层循环伏安法作为最简单的测定液/液界面上电子转移速率的新方法,以其独有的优势成为探测界面电子转移速率的有利手段。本文通过数值模拟对薄层循环伏安法对界面多步电子转移和单步电子转移速率的测定影响因素进行了对比研究。分别探讨分析了两相反应物浓度比、薄层厚度以及扩散系数对界面多步电子转移速率和单步电子转移速率的影响。结果显示对于多步电子转移中的第一步电子转移反应所得到的结果与单步电子转移过程几乎是一致的,这也表明了对于多步电子转移中的第一步电子转移可以近似为单步电子转移过程来处理。此外,结果也显示了对于多步电子转移中第二步电子转移反应其变化规律与其第一步的电子转移不尽相同甚至是相反。这就表明了对于多步电子转移中第二步以后的电子转移过程更加复杂,由于其不仅受到了上一步ET反应的影响同时也可能受到下一步ET反应的影响,其机理更加复杂,其影响因素更加繁多,变化规律也更加多样。