银纳米修饰电极的制备及电化学行为 作者：姚爱丽， 吕桂琴， 胡长文， YAO Ai-Li， LU Gui-Qin， HU Chang-Wen 作者单位：北京理工大学理学院化学系,北京,100081 刊名： 无机化学学报 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY 年，卷(期)：2006,22(6) 被引用次数：12次 参考文献(16条) 1.董绍俊;车广礼;谢远武化学修饰电极 2003 2.Nada M D;David M B查看详情 2001 3.Sandmamn G;Dietz H查看详情 2000 4.高迎春;李茂国;王广凤银纳米修饰电极的制备及其对灿烂甲酚蓝的催化研究[期刊论文]-Chin J Anal Lab 2004(12) 5.Sarkar J;Pal P;Talapatra G B Adsorption of 2-aminobenzothiazole on colloidal silver particles: An experimental and theoretical surface-enhanced Raman scattering study[外文期刊] 2005(26) 6.Vukovic V V;Nedeljkovic J查看详情 1993(04) 7.Gole A;Sainkar S R查看详情 2000(05) 8.Kumar A;Mandale A B;Sastry Sequential electrostatic assembly of amine-derivatized gold and carboxylic acid-derivatized silver colloidal particles on glass substrates[外文期刊] 2000(17) 9.Cheng L;Dong S J查看详情 2000 10.周延秀;朱果逸;汪尔康查看详情 1994(03) 11.Liu Z L;Wang X D;Wu H Y查看详情[外文期刊] 2005 12.Tang Z Y;Liu S Q;Dong S J查看详情 2001 13.曹楚南;张鉴清电化学阻抗谱导论 2002 14.阮北;鲁彬;童汝亭自组装巯基环肽单层膜修饰金电极电化学行为的研究[期刊论文]-J Hebei Normal University Natural Science Edition 2003(05) 15.孙向英;翁文婷荧光性自组装双层膜的制备及其性能研究[期刊论文]-Chemical Journal of Chinese Universities 2005(06) 16.Lu M;Li X H;Yu B Z查看详情[外文期刊] 2002 本文读者也读过(2条) 1.夏立新.宫科.汪舰.康笑博.佟胜睿.刘广业.XIA Li-Xin.GONG Ke.WANG Jian.KANG Xiao-Bo.TONG Sheng-Rui. LIU Guang-Ye用简便方法组装二维模板银纳米阵列[期刊论文]-化学学报2007,65(21) 2.吕桂琴.姚爱丽.郑传明.L(U) Gui-qin.YAO Ai-li.ZHENG Chuan-ming MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征[期刊论文]-北京理工大学学报2006,26(10) 引证文献(12条) 1.王耀先.贺国旭.张秋霞.王香.胡中爱铝基氪化铝模板制备Ag纳米线及其电化学性质[期刊论文]-化工新型材料2013(1) 2.周闻云.陈艳玲.韩清.贾玉萍抗坏血酸在纳米银DNA修饰电极上的电化学行为研究[期刊论文]-分析科学学报
一、循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 一种常用的电化学研究方法。该法控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次 或多次反复扫描，电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应，并记录电流-电势 曲线。根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度，中间体、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶联化学反应的性质等。常用来测量电极反应参数，判断其控制步骤和反应机理，并观 察整个电势扫描范围内可发生哪些反应，及其性质如何。对于一个新的电化学体系，首选的 研究方法往往就是循环伏安法，可称之为“电化学的谱图”。本法除了使用汞电极外，还可以 用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。 1．基本原理 如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个分支，如果 前半部分电位向阴极方向扫描，电活性物质在电极上还原，产生还原波，那么后半部分电位 向阳极方向扫描时，还原产物又会重新在电极上氧化，产生氧化波。因此一次三角波扫描， 完成一个还原和氧化过程的循环，故该法称为循环伏安法，其电流—电压曲线称为循环伏安图。如果电活性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度就不同，对称性也较差。循环伏安 法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。工作电极可用悬汞电极，或铂、玻碳、石墨等 固体电极。 2．循环伏安法的应用 循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，可用于电极反应的性质、机理和电极过程 动力学参数的研究。但该法很少用于定量分析。 （1）电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向，因此从 所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应 的可逆程度。若反应是可逆的，则曲线上下对称，若反应不可逆，则曲线上下不对称。 （2）电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。 3、循环伏安法的用途 (1)、判断电极表面微观反应过程 (2)、判断电极反应的可逆性 (3)、作为无机制备反应“摸条件”的手段 (4)、为有机合成“摸条件” (5)、前置化学反应（CE）的循环伏安特征
实验七 循环伏安法判断电极过程 一、实验目的 1.初步掌握电化学工作站的使用方法； 2.掌握循环伏安法判断电极过程可逆性的原理和方法。 二、实验原理 循环伏安法(Cyclic Voltammetry)一种常用的电化学研究方法。在电化学、无机化学、有机化学、生物化学的研究领域广泛应用。 CV 法是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线，也叫循环伏安图。根据循环伏安图，可以得到相应的峰参数，进而判断电极过程。图11-9是施加电压与扫描时间的关系曲线，即是三角形波。 图11-10是典型的循环伏安曲线。该图是 2×10-3 mol/L K 3Fe(CN)6 + 0.1 mol/L KCl 溶液在玻碳电极上得到的结果。其电极反应为 可逆性。 （1） 可逆反应 （2） 准可逆反应 （3） 只有一个氧化或还原峰，电极过程为不可逆。 利用下列公式可以计算可逆反应的式电位和还原峰电流 ----→-→+36 46 4636Fe(CN) Fe(CN) Fe(CN)Fe(CN)e e n Epc Epa E Ipc Ipa 058.0,1=-=?≈,1≠Ipc Ipa n Epc Epa E 058 .0≥ -=?2'0Pc Pa E E E +=c AD n i P 2 /12/12/351069.2υ?=
三、仪器与试剂 1. CHI660A型电化学工作站（美国CHI公司）； 三电极体系：工作电极为玻碳电极（d =3㎜） 参比电极为饱和甘汞电极（SCE） 辅助电极为铂丝电极； 2. 超声波清洗器（KQ218型，昆山市超声仪器有限公司）。 3. 2×10-3 mol/L K3Fe(CN)6 + 0.1 mol/L KCl 四、实验步骤 1. 工作电极预处理 2. 装溶液 3. 连接三电极 4. 选择参数（E i=0.5V, E n=-0.20V,S=1e-5A/V ），作扫描速率为0.05、0.1、0.2、0.3、 0.5V/s的循环伏安曲线。 五、结果处理 1、列表总结铁氰化钾的测量结果。 2、判断电极反应的可逆性。 3、作i pc对v1/2的关系曲线，由此判断电极反应是受扩散控制的。
羧基化多壁碳纳米管修饰电极循环伏安法测 定过氧化氢 【摘要】目的:研究用羧基化多壁碳纳米管修饰电极伏安法测定过氧化氢的浓度。方法:采用涂布法制成羧基化多壁碳纳米管修饰电极；在pH=7.0 KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中，采用该修饰电极伏安法测定H2O2。结果:该修饰电极对H2O2有着显著的电催化作用，与裸玻碳电极相比，其灵敏度大大提高，在 1.2×10-6～1.0×10-3 mol/L 浓度范围内，过氧化氢的氧化峰电流与其浓度呈良好的线性关系，检测限为3.1×10-7 mol/L，将该修饰电极用于医用过氧化氢的测定，相对平均偏差为1.2%，平均回收率为97.6%，结果满意。结论:该修饰电极响应快，灵敏度高，稳定性好，寿命长，适合于具有电活性生物分子的测定。 【关键词】碳纳米管学修饰电极伏安法过氧化氢 Abstract: Objective: To study a quantitative method for determination of hydrogen peroxide (H2O2) by voltammetry with multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic group modified electrode (CME). Method: The CME was fabricated, which based on the immobilization of multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic group. In a medium of KH2PO4-Na2HPO4 buffer solution with pH=7.0，the CME was
A highly sensitive hydrogen peroxide amperometric sensor based onMnO2-modi?ed vertically aligned multiwalled carbon nanotubes，Analytica Chimica Acta，2010 MnO2-多臂碳纳米管 Cu电极 Gold nanoparticles mediate the assembly of manganese dioxide nanoparticles for H2O2 amperometric sensing，Electrochimica Acta，2010 MnO2–AuNP/ GCE H2O2电流传感 器 A novel nonenzymatic hydrogen peroxide sensor based on MnO2/graphene oxide Nanocomposite，Talanta，2010 GO/MnO2/ GCE（氧化 石墨烯） H2O2电流传感 器 Electrochemical investigation of MnO2 electrode material for supercapacitors，ScienceDirect，2011 MnO2泡沫镍电极MnO2电活性物 质作为超级电容 材料 Facile synthesis of novel MnO2 hierarchical nanostructures and their application to nitrite sensing，Sensors and Actuators B: Chemical，2009 MnO2/QPVP-Os/GCE (联吡啶锇取代的聚乙 烯吡啶) 亚硝酸盐传感器 Preparation of MnO2/graphene composite as electrode material for supercapacitors，J Mater Sci ，2011 MnO2/grapheme(石墨 烯) 超级电容器 Hydrogen peroxide sensor based on glassy carbon electrode modified with β-manganese dioxide nanorods，Microchim Acta (2011) β-MnO nanorods/GCE 。 H2O2电化学传 感器 Mn3O4 Graphene Hybrid as a High-Capacity Anode Material for Lithium Ion Batteries，American Chemical Societ，2010 Mn3O4/RGO（还原石墨 电极） 锂离子电池阳极 材料 Non-enzymatic electrochemical CuO nano?owers sensor for hydrogen peroxide detection，Talanta，2010 CuO/Cu箔H2O2电流传感 器（无酶） Synthesis of CuO nanostructures and their application for nonenzymatic glucose sensing，Sensors and Actuators B: Chemical，2010 CuO以碳为基底做成电 极 葡萄糖传感器 （无酶） A highly sensitive nonenzymatic glucose sensor based on CuO nanoparticles-modi?ed carbon nanotube electrode，Biosensors and Bioelectronics，2010 CuO/MWCNTs/Cu电极葡萄糖传感器 （无酶） An improved sensitivity nonenzymatic glucose biosensor based on a CuxO modi?ed electrode，Biosensors and Bioelectronics，2010 CuxO/Cu箔葡萄糖传感器 （无酶） Synthesis of CuO nanoflower and its application as a H2O2 sensor，Bull. Mater. Sci，2010 CuO NFS/Nafion-Au电 极 H2O2电流传感 器（无酶）
直接电位法—用氟离子选择电极测定水中氟 一、实验目的：掌握用离子选择电极测定微量离子的原理和实验方法。 二、实验原理： 氟离子选择电极由氟化镧单晶膜制成，其电极电位F ? 与F ―浓度之间的关系符合Nernst 方程： --=F lga F 2.303RT K F ? 它与参比电极(SCE, 接正极)一起插入含F ―试液组成电池，当控制试液的离子强度保持恒定时，其电池的电动势可表示为： -?+-=-=F C lg F 2.303RT γ???K E SCE F SCE 即： E = K′ + S lg C F 式中K′与SCE ?、内?(内参比电极的电位)、不?(膜不对称电位)、液?(液接电位)、 活度系数γ有关，在一定条件下是常数。S 为斜率。它与温度。离子选择电极性质有关，理论值是F 2.303RT 。一定温度下，每只电极有其固定的S 值。所以电动势E 与F ―浓度的对数lg C F 成直线关系，这就是用氟离子选择电极(直接电位法)测定F ―的理论依据。 ① 选择性 阴离子: : OH- LaF 3 + 3OH - ＝ La(OH)3↓ + 3F - 阳离子: Fe 3+、Al 3+、Sn(Ⅳ) ( 易与F -形成稳定配位离子) ② 支持电解质------控制试液的离子强度。 ③ 总离子强度调节缓冲液-----控制试液pH 和离子强度以及消除干扰。 三、实验仪器及药品 pHS –2型酸度计、氟离子选择性电极、饱和甘汞电极、电磁搅拌器 100 mg·L -1 F -的标准贮备液、总离子强度缓冲溶液（TISAB ）。 四、实验步骤： 1. 溶液配制
(1) 标准系列的配置：用吸量管分别移取10 mg·L -1的氟标准溶液1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00于六支50 mL 的容量瓶中，各加入TISAB 液10 mL, 用去离子水稀释至刻度，摇匀，即得氟离子浓度相应为0.20、0.40、0.80、 1.20、1.60、 2.00 mg·L -1的标准系列。 (2) 水样的稀释处理：移取含氟离子量﹤4 mg·L -1的水样10 mL 于100 mL 容量瓶中，加入TISAB 溶液20 mL ，用去离子水稀释至刻度，摇匀。 2. 清洗电极 将氟电极接仪器负极接线柱，甘汞电极接仪器正极接线柱。将两电极插入蒸馏水中，开动搅拌器，搅洗电极几分钟，使电位小于-200 mV ，若读数大于-200mV ，则更换蒸馏水，如此反复几次即可达到电极的空白值。若仍不能使电位小于-200 mV ，可用金相砂轻轻擦拭氟电极，继续清洗至-200 mV 。 3. 标准曲线的测绘 将配置好的标准系列溶液由稀到浓依次倒入100 mL 塑料烧杯中，放入搅拌棒，插入清洗合格的电极（用滤纸吸去水滴），搅拌2分钟，停止15s 读其静态下的稳定电位值。照此测量、记录各标准溶液的电位值。每次更换时，都必须用滤纸吸干电极上附着的溶液，并且用少量待测溶液润洗烧杯。 4. 水样的测定 重新用去离子水清洗电极。 移取稀释处理后的水样50 mL 于干净的150 mL 的烧杯中，按照上述“3”的方法测量、记录水样的电位值(E )。然后，没加入100 mg·L -1的氟标准溶液0.5 mL 就测量、记录一次电位值，连续标加5次，记录各累加体积及其相应的电位值(E 1、E 2、…、E 5)。 五、数据处理 1. 绘制标准曲线，在半对数坐标纸上以E 对C F 作图（或在方格纸上以E 对lg C F 作图）绘制标准曲线。根据所测水样的电位值从标准曲线上查出被测试液F -浓度（C F ）,计算出试样中氟含量。 2. 用标准加入法算出原水样的氟离子浓度。 S x V V )1(10C C S E S F -=?-
纳米铂-L半胱氨酸修饰玻碳电极对 对苯二酚的检测研究 姓名：陈盼盼学号：201004034032 班级：化学一、文献综述 化学工业对人类社会和物质文明做出了重大贡献，人们在享受现代科学与技术给人们带来巨大的便利和快乐的同时，也逐渐意识到人类未来面临的巨大生存危机和困难。20世纪，人们逐步认识化学品的不当生产和使用会对人的健康、社区环境、生态环境产生危害性。据统计，世界每年生产的人工合成有毒化合物约50万种，共400万t，所有这些物质，近一半留在大气江河、湖、海内，另外每年还有将近18万t的铅和磷，3000万t的汞和各种有毒重金属流入水体内，200万t石油流进海洋。中国化学工业排放的废水、废气和固体废物分别占全国工业排放总量的22.5%、7.82%和5.93%，造成环境严重恶化，直接危害人类，又破坏生物圈，长期的影响着人类的生存。 对苯二酚,又名氢醌.化学名1,4-苯二酚，英文名 1,4-Dihydroxybenzene ; Hydroquinone。对苯二酚为白色针状结晶，分子式C6H4(OH)2，分子量110.11，比重1.332,熔点172℃，沸点286℃，闪点165℃，溶于水、乙醇及乙醚，微溶于苯。可燃。自燃点516℃。长期接触对二苯酚蒸气、粉尘或烟雾可刺激皮肤、粘膜，并引起眼的水晶体混浊。操作现场空气中最高容许浓度2mg/m3。 对苯二酚是一种重要的化工原料且应用广泛【1】主要用于显影剂、蒽醌染料、偶氮染料、合成氨助溶剂、橡胶防老剂、阻聚剂、涂料和
香精的稳定剂、抗氧剂等。对苯二酚因具有毒性，而且在自然条件下，不易降解，对人体环境有较大的危害, 因此受到人们的普遍关注，但其微量不容易不检测出来，因而需要更加灵敏的方法来检测目前，微量对二苯酚的测定方法有荧光谱法【2】、薄层色谱法【3】高效液相色谱法【4】动力学光度法【5】因为对苯二酚具有电学活性，可用电化学方法测定其含量，因此用选择性好、灵敏度有高的化学修饰电极测量对对苯二酚已有报道【6-7】，但是因为修饰过程复杂，干扰过多，灵敏度等问题。所以要设计更好的修饰方法来对微量对苯二酚的检测。 玻碳电极，是电化学研究中使用最为频繁的碳材料基础电极【8】。它的表面具有多变的性质，极易受实验条件的影响而发生变化。玻碳电极在应用与电化学研究时，在每次试验前需要对电极进行前处理，以改善其电化学相应信号的重现性【8】。目前，世界上几乎所有的实验室，对玻碳电极最为常采用的的前处理程序都是先在Al2O3磨料浆中打磨电极，随后在超声水浴中清洗。但这样的处理方法再重现性上不尽人意。因次，在这里我们要进行电化学活化以此来满足电分析实验室所需的各种高要求，各种有效的电化学活化方法均采用一个叫高阳极极化电位。电化学活化既可以在酸性、中性溶液中【9】也可以在碱性溶液中【10】，动力学研究表明活化电极的电子传导性质的改善可能以表面的亲水性【11】、清洁度【12】、含氧基团【13】等因素有关。 纳米材料具有表面效应【14】、体积效应【15】和介电限域效应登
电化学工作站循环伏安法使用说明 连接电极：绿夹夹工作电极（W），黄夹夹参比电极（R），红夹夹辅助电极（A）。 1.打开电脑-----打开工作站开关------双击工作站图标运行工作站程序。 点击界面工具栏 “选择电化学方法”按钮。 2.选择线性扫描循环伏安法，点击确定。 3. 点击界面工具栏， “参数设定按钮” 3.1：测试电池等能量实验 的可以在开路电位前面的 方块内点击打钩。 3.2：静止电位:对含有电 容电压的器件，电流瞬间 有变化的工作电极可给以 10秒左右的静置点位，静 置电位和起始电位相符。 一般只用第一折返做终止 电位。做电池、电容器用 到第二折返。 上面是设定的铁氰化钾在玻碳电极下的循环伏安参数 设置完成后点击“确定”。
4.点击界面工具栏“运行按钮” 下面是铁氰化钾在玻碳电极下的循环伏安扫描图 抛光好的工作电极在铁氰化钾中的峰电位差应小于80mV，电流比约等于1. 5.测量： 5.1点击界面工具栏测量按钮
5.2：如果是多圈，点击当前圈的（+）（-）调看多圈的其中某圈。 5.3：点击只显当前圈，可以屏蔽其他多圈的显示。 5.4：点击自动测量，左侧出现各个峰的电位、电流和面积。
5.5：点击自动测量可以显示各个峰的点位和电流，点击1、2、3、4、。。。。可测量各个峰的 测量值。 5.6：峰型不好的也可以采用手动测量。 5.7：只要保存原图，删除没有显示的图就可以保存每一圈的图，只是要把保存的名称改动 一下，比如后面加上1或者2等就可以了。 5.8：如果做得图是差失脉冲伏安法或者是方波伏安法，点击半峰法旁边的小三角，选中高 斯法就可以手动测量了。
碳纳米管在电化学中的应用 【摘要】对碳纳米管修饰电极的制备方法、应用以及碳纳米管修饰电极的发展趋势作比较全面的综述。 【关键词】碳纳米管；化学修饰电极 Application of the Carbon nanotube in electrochemistry Abstract The methods of preparation, applications and developing trends of carbon nanotube modified electrodes in the field of electrochemistry were reviewed. Key words Electrochemistry Carbon nanotube modified electrodes 碳纳米管，又名巴基管(buckytube)，是1991年由日本科学家饭岛澄男(Sumio Iijima)在高分辨透射电镜(HRTEM)下发现的一种针状的管形碳单质。它以特有的力学、电学和化学性质，以及独特的准一维管状分子结构和在未来高科技领域中所具有的潜在应用价值，迅速成为化学、物理及材料科学等领域的研究热点。目前，碳纳米管在理论计算、制备和纯化生长机理、光谱表征、物理化学性质以及在力学电学、化学和材料学等领域的应用研究方兴未艾，在一些方面已取得重大突破。碳纳米管(CNT)的发现，开辟碳家族的又一同素异形体和纳米材料研究的新领域。 由于CNT具有良好的导电性、催化活性和较大的比表面积，可使过电位大大降低及对部分氧化还原蛋白质能产生直接电子转移现象，因此被广泛用于修饰电极的研究。碳纳米管在作为电极用于化学反应时能促进电子转移。碳纳米管的电化学和电催化行为研究已有不少报道。 1碳纳米管的分类 CNT属于富勒碳系，管状无缝中空，具有完整的分子结构，由碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成，其中每个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子发生完全键合，各单层管的顶端有五边形或七边形参与封闭。CNT的径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，具有较大的长径比。由单层石墨片卷积而成的称为单壁碳纳米管(SWNT)，制备时管径可控，一般在1~6 nm之间，当管径>6 nm后CNT 结构不稳定，易塌陷。SWNT轴向长度可达几百纳米甚至几个微米。由两层以上柱状碳管同轴卷积而成的称为多壁碳纳米管(MWNT)，层间距约为0.34 nm。
第十三章电化学分析法 一、选择题 1. 下列( )不是玻璃电极的组成部分。 A．Ag-AgCl 电极 B．一定浓度的HCl 溶液 C．饱和KCl溶液 D ．玻璃管 2．测定溶液PH值时，所用的指示电极是： ( ) A．氢电极 B．铂电极 C．氢醌电极 D．玻璃电极 3．测定溶液PH时，所用的参比电极是： ( ) A．饱和甘汞电极 B．银-氯化银电极 C．玻璃电极 D．铂电极 4．在电位滴定中，以△E/△V为纵坐标，标准溶液的平均体积V为横坐标，绘制△E/△V~ V曲线, 滴定终点为：( ) A．曲线的最高点 B. 曲线的转折点 C．曲线的斜率为零时的点 D. △E/△V=0对应的 5．在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的浓度（） A．成正比 B.的对数成正比 C．复合扩散电流公式 D. 符合能斯特方程式 6．玻璃电极使用前一定要在水中浸泡24h以上, 其目的是( ) A．清洗电极 B.活化电极C．校正电极 D.检查电极好坏 7．25℃时, 标准溶液与待测溶液的pH值变化一个单位,电池电动势的变化为( ) A．0.058V B.58V C．0.059V D.59V 8．pH玻璃电极膜电位的产生是因为( ) A．电子得失 B. H+穿过玻璃膜C．H+被还原 D. 溶液中H+和玻璃膜水合层中的H+的交换作用 9．在离子选择性电极分析法中，( )说法不正确。 A. 参比电极电位恒定不变 B.待测离子价数愈高，测定误差愈大 C.指示电极电位与待测离子浓度呈能斯特响应 D.电池电动势与待测离子浓度成线性关系。 10．电位滴定与容量滴定的根本区别在于（）。 A.滴定仪器不同 B.指示终点的方法不同
循环伏安法实验 【实验目的】 学习和掌握循环伏安法的原理和实验技术。 了解可逆波的循环伏安图的特性以及测算玻碳电极的有效面积的方法。 【实验原理】 循环伏安法是在固定面积的工作电极和参比电极之间加上对称的三角波扫 描电压（如图1），记录工作电极上得到的电流与施加电位的关系曲线（如图2），即循环伏安图。从伏安图的波形、氧化还原峰电流的数值及其比值、峰电位等可以判断电极反应机理。 与汞电极相比，物质在固体电极上伏安行为的重现性差，其原因与固体电极的表面状态直接有关，因而了解固体电极表面处理的方法和衡量电极表面被净化的程度，以及测算电极有效表面积的方法，是十分重要的。一般对这类问题要根据固体电极材料不同而采取适当的方法。 对于碳电极，一般以Fe(CN) 63-/4- 的氧化还原行为作电化学探针。首先，固体 电极表面的第一步处理是进行机械研磨、抛光至镜面程度。通常用于抛光电极的 材料有金钢砂、CeO 2、ZrO 2 、MgO和α-Al 2 O 3 粉及其抛光液。抛光时总是按抛 光剂粒度降低的顺序依次进行研磨，如对新的电极表面先经金钢砂纸粗研和细磨 后，再用一定粒度的α-Al 2O 3 粉在抛光布上进行抛光。抛光后先洗去表面污物， 再移入超声水浴中清洗，每次2～3分钟，重复三次，直至清洗干净。最后用乙 醇、稀酸和水彻底洗涤，得到一个平滑光洁的、新鲜的电极表面。将处理好的碳 图2：循环伏安曲线（i—E曲线）
电极放入含一定浓度的K 3Fe(CN)6和支持电解质的水溶液中，观察其伏安曲线。如得到如图2所示的曲线，其阴、阳极峰对称，两峰的电流值相等（i pc / i pa =1），峰峰电位差ΔE p 约为70 mV （理论值约59/n mV ），即说明电极表面已处理好，否则需重新抛光，直到达到要求。 有关电极有效表面积的计算，可根据Randles-Sevcik 公式： 在25°C 时，i p =(2.69×105 )n 3/2 AD o 1/2ν1/2 C o 其中A 为电极的有效面积（cm 2 ），D o 为反应物的扩散系数(cm 2 /s)，n 为电极反应的电子转移数，ν为扫速（V/s ），C o 为反应物的浓度（mol/cm 3 ），i p 为峰电流（A ）。 【仪器和试剂】 1. CHI 660D 电化学系统，玻碳电极（d = 4mm ） 为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂片电极为辅助电极； 2. 固体铁氰化钾、H 2SO 4 溶液、高纯水； 3. 100 mL 容量瓶、50 mL 烧杯、玻棒。 【实验内容】 1. 配制5 mM K 3Fe(CN)6 溶液（含0.5 M H 2SO 4），倒适量溶液至电解杯中； 2. 将玻碳电极在麂皮上用抛光粉抛光后，再用蒸馏水清洗干净； 3. 依次接上工作电极(绿)、参比电极(白)和辅助电极(红)； 4. 开启电化学系统及计算机电源开关，启动电化学程序，在菜单中依次选择Setup 、Technique 、CV 、Parameter ，输入以下参数： 5. 点击Run 开始扫描，将实验图存盘后，记录氧化还原峰电位E pc 、E pa 及峰电流I pc 、I pa ； 6. 改变扫速为0.05、0.1 和0.2 V/s ，分别作循环伏安图； 7. 将4个循环伏安图叠加比较； Init E (V) 0.8 V Segment 2 High E (V) 0.8 V Smpl Interval (V) 0.001 Low E (V) ?0.2 V Quiet Time (s) 2 Scan Rate (V/s) 0.02 V Sensitivity (A/V) 5e?5
循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 一种常用的电化学研究方法。该法控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应，并记录电流-电势曲线。根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度，中间体、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶联化学反应的性质等。常用来测量电极反应参数，判断其控制步骤和反应机理，并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应，及其性质如何。 对于一个新的电化学体系，首选的研究方法往往就是循环伏安法，可称之为“电化学的谱图”。本法除了使用汞电极外，还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。 1．基本原理 如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，电活性物质在电极上还原，产生还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，还原产物又会重新在电极上氧化，产生氧化波。因此一次三角波扫描，完成一个还原和氧化过程的循环，故该法称为循环伏安法，其电流—电压曲线称为循环伏安图。如果电活性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度就不同，对称性也较差。循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。工作电极可用悬汞电极，或铂、玻碳、石墨等固体电极。 理想状态下得到的，当电极反应中存在其他影响因素时，得到的循环伏安图会有较大变化。此外当在溶液中有其他电活性物质时，在扫描电压作用下也会有其他的氧化还原反应发生，这时得到的循环伏安图形也会有很大不同。从这些不同中可以得到很多相关信息。 2．循环伏安法的应用 循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。但该法很少用于定量分析。 （1）电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向，因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。若反应是可逆的，则曲线上下对称，若反应不可逆，则曲线上下不对称。 (1) 判断电极过程的可逆性 利用式（5.55）、（5.56）、（5.57）和（5.58），可以判断电极过程的可逆性。对于不可逆电极过程，以上四个关系不适用，两峰电位差比式（5.57）预期的大，反扫时阳极峰电流减小甚至消失。 用循环伏安法研究吸附现象可以得到清晰的结果。对于可逆电极反应，若反应物或产物在电极表面仅有弱吸附，循环伏安图形的变化不大，如图5－29中的（a）、（b）只是电流略有增加。若吸附作用强烈，反应物吸附在电极上将使自由能变得很负，则在主峰后产生一个小的吸附后峰，如图5－29（c）；若反应产物强吸附，则在主峰前出现一
1 氟离子选择电极直接电位法测定牙膏中的氟实验报告 试剂与仪器 试剂 （1）F-标准溶液（L）：实验室提供； （2）TISAB（总离子强度调节缓冲溶液）：实验室提供，在500ml水中，加入57ml冰醋酸，的氯化钠和的柠檬酸钠，用水稀释至1L，pH值为至。 表一：TISAB的组成与离子强度 组成C i Z i2 NaCl（1mol/L） Hac（L） NaAc（L） 柠檬酸三钠（L） I Z I2= mol/L pH=～ 112+112=2 弱酸 += += 仪器 pH510型pH计/离子计；电磁搅拌器；氟离子选择性电极，Ag/AgCl电极，超声波清洗器。 ～mol/L的氟的标准溶液系列的配置 取50ml的容量瓶，加入L氟标准液，加入25mlTISAC，用水稀释至刻度。照此法，配置～的氟的标准溶液，浓度差为10倍。 标准氟工作曲线的制作 利用pH510型pH计/离子计，由稀至浓测量上述标准溶液系列的电位值。 以F-浓度的对数为横坐标，电位（mV）为纵坐标，绘制标准曲线。标准曲线如图一。 牙膏中氟含量的测定 准确称取的牙膏样品于小烧杯中，用25mlTISAB稀释转移到50ml容量瓶。定容，超声波震荡几分钟。 取待测液用以上pH510型pH计/离子计测量此时溶液的电位值，记录于表一。 根据标准氟工作曲线以及样品的电位值求出牙膏中所含有的氟的浓度，并与国家标准进行比对。
3 结果与讨论 数据记录 表二：离子选择性电极直接测量牙膏中氟含量的结果记录表 C F- / mol/L E /mV 空白液483 419 358 300 242 牙膏样品316 表三：样品测定结果记录表 样品质量/g牙膏中氟含量/% 316 数据处理 根据所获得的实验数据，用Excel软件合成E（mV）-(-lgC F-)工作曲线，得到的工作曲线图和关系数据如图一所示： 图一：E（mV）-(-lgC F-)工作曲线
循环伏安法原理及应用小结 1 电化学原理 1.1 电解池 电解池是将电能转化为化学能的一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳电极构成。 阴极：与电源负极相连的电极（得电子，发生还原反应） 阳极：与电源正极相连的电极（失电子，发生氧化反应） 电解池中，电流由阳极流向阴极。 1.2 循环伏安法 1）若电极反应为O＋e-→R，反应前溶液中只含有反应粒子O，且O、R在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势(φ平)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示。 图0 CV扫描电流响应曲线 2）当电极电势逐渐负移到(φ平)附近时，O开始在电极上还原，并有法拉第电流通过。由于电势越来越负，电极表面反应物O的浓度逐渐下降，因此向电极表面的流量和电流就增加。当O的表面浓度下降到近于零，电流也增加到最大值Ipc，然后电流逐渐下降。当电势达到(φr)后，又改为反向扫描。 3）随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R粒子的浓度较大，在电势接近并通过(φ平)时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的方向发展。于是R开始被氧化，并且电流增大到峰值氧化电流Ipa，随后又由于R的显著消耗而引起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线” 1.3 经典三电极体系 经典三电极体系由工作电极（WE）、对电极（CE）、参比电极（RE）组成。在电化学测试过程中，始终以工作电极为研究电极。 其电路原理如图1，附CV图（图2）：扫描范围-0.25-1V，扫描速度50mV/S，起始电位0V。
图1 原理图图2 CBZ的循环伏安扫描图 图2所示CV扫描结果为研究电极上产生的电流随电位变化情况图。 1）横坐标Potential applied（电位）为图1中电压表所测，即 Potential applied=P(WE)-P(RE) 所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值，规定在标准情况下，氢离子的电位为0。当恒电位仪向工作电极提供负的电位时，其电源连接情况如图1所示，即工作电极与电源的负极相连，作为阴极工作发生还原反应；反之则作为阳极发生氧化反应。 图3 恒电位仪电路图 图3所示为恒电位仪电路图，我没看明白，请翟老师帮我看看。 2）纵坐标所示电流为工作电极上通过的电流，电流为正（流出电极表面）则有电子流入电极CBZ失电子发生氧化反应；电流为负则电子流出电极，CBZ得电子发生还原反应。 2 电化学工作站操作 工作电极在测试之前应先用较大扫速扫描以活化电极，否则可能出现扫描曲
实验一循环伏安法判断电极过程 一.实验目的 1.学习和掌握循环伏安法的原理和实验技术。 2.了解可逆波的循环伏安图的特性以及测算玻碳电极的有效面积的方法。 3.学会使用电化学工作站 二.实验原理 循环伏安法是在固定面积的工作电极和参比电极之间加上对称的三角波扫描电压，记录工作电极上得到的电流与施加电位的关系曲线，即循环伏安图。从伏安图的波形、氧化还原峰电流的数值及其比值、峰电位等可以判断电极反应机理。 与汞电极相比，物质在固体电极上伏安行为的重现性差，其原因与固体电极的表面状态直接有关，因而了解固体电极表面处理的方法和衡量电极表面被净化的程度，以及测算电极有效表面积的方法，是十分重要的。一般对这类问题要根据固体电极材料不同而采取适当的方法。 对于碳电极，一般以Fe(CN)63-/4-的氧化还原行为作电化学探针。首先，固体电极表面的第一步处理是进行机械研磨、抛光至镜面程度。通常用于抛光电极的材料有金钢砂、CeO2、ZrO2、MgO和α-Al2O3粉及其抛光液。抛光时总是按抛光剂粒度降低的顺序依次进行研磨，如对新的电极表面先经金钢砂纸粗研和细磨后，再用一定粒度的α-Al2O3粉在抛光布上进行抛光。抛光后先洗去表面污物，再移入超声水浴中清洗，每次2~3分钟，重复三次，直至清洗干净。最后用乙醇、稀酸和水彻底洗涤，得到一个平滑光洁的、新鲜的电极表面。将处理好的碳电极放入含一定浓度的K3Fe(CN)6和支持电解质的水溶液中，观察其伏安曲线。如得到如图所示的曲线，其阴、阳极峰对称，两峰的电流值相等（i pc/i pa=1）,峰峰电位差ΔE p约为70mV（理论值约60 mV），即说明电极表面已处理好，否则需要重新抛光，直到达到要求。 有关电极有效表面积的计算，可根据Randles-Sevcik公式： 在25℃时，i p=(2.69×105)n3/2AD o1/2v1/2C o 其中A为电极的有效面积（cm2），D o为反应物的扩散系数（cm2/s），n为电极反
收稿日期：2009-11-19 作者简介：叶芳(1983-)，女，湖北武汉人，韶关学院化学与环境工程学院助教，主要从事电化学修饰电极的研究. 韶关学院学报·自然科学Journal of Shaoguan University ·Natural Science 2010年6月 第31卷第6期卟啉/多壁碳纳米管修饰电极的制备及多巴胺的测定 叶芳1，南俊民2 （1.韶关学院化学与环境工程学院，广东韶关512005；2.华南师范大学化学与环境工程学院，广东广州510006） 摘要：利用电化学方法在多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面聚合一层无金属卟啉，制备了卟啉/多壁碳纳米管修饰电极，采用循环伏安法研究多巴胺(DA)在不同修饰电极上的电化学行为，并计算得到了不同修饰电极有效面积A eff 以及DA 电化学氧化过程的一些重要参数.实验结果表明，这种双层膜修饰电极具有更为明显的催化效果，微分脉冲伏安结果显示，催化氧化峰电流与DA 浓度在5×10-5mol ·L -1~3×10-7mol ·L -1范围内呈良好的线性关系，检出限达6×10-8mol ·L -1(S/N=3).关键词：电化学；多壁碳纳米管；卟啉；修饰电极；多巴胺 中图分类号：O646.54文献标识码：A 文章编号：1007-5348（2010）05-0062-05 卟啉作为一类天然的大环化合物，因含有多个双键和高度共轭的大∏体系，可以通过聚合方式得到聚合膜，因具有多个电活性中心和优异的光学、电学等特性，从而在光学和光电化学等领域中具有广泛的应用.碳纳米管独特的结构形态和性质使其催化效率提高，因而在电化学传感器和修饰电极方面受到广泛关注［1］.近年来，有关碳纳米管修饰电极研究报道逐年增加，主要的应用研究有：抗坏血酸、多巴胺（DA ）、肾上腺素等生物分子的分离检测［2］，细胞色素C 的直接电子转移［3］，硫化氢的电化学检测［4］等. 本文以多壁碳纳米管(MWNT)修饰的玻碳电极为基底电极，采用电化学方法在其表面聚合一层无金属卟啉，即5-邻(4-溴戊氧基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(o -BrPETPP)膜，制备了o -BrPETPP/MWNT 修饰电极，并将其用于DA 的检测. 1实验部分 1.1仪器与试剂MWNT 为深圳多维新材料有限公司产品.实验中所使用的5-邻(4-溴戊氧基苯基)-10，15，20-三苯基卟啉(o -BrPETPP)由华南理工大学提供.DA (Aldrich-Sigma 公司产品)、十六烷基磷酸(DHP)及其他实验试剂均为分析纯试剂.所用水均为实验室自制二次蒸馏水. 0.05mol ·L -1KH 2PO 4-NaOH 缓冲液(pH=6.0)，其pH 值可分别用0.1mol ·L -1HCl 和0.1mol ·L -1NaOH 溶液调节.CHI660A 电化学工作站(上海辰华仪器有限公司产品)；KQ-50B 超声波清洗器(中国昆山超声仪器厂产品)；PHS-3C 型酸度计（上海雷磁产品）. 实验采用三电极体系：参比电极为饱和甘汞电极（SCE ），对电极为铂电极(213型)，工作电极为裸玻碳电极、MWNT 修饰电极、o -BrPETPP 修饰电极、o -BrPETPP/MWNT 修饰电极. 1.2MWNT 的预处理 将0.2g MWNT 在2mol ·L -1HCl 中超声处理4h ，以纯化MWNT 并除去上面的金属氧化物催化剂；蒸馏水洗至中性，100℃下恒温干燥成粉末.然后将纯化后的MWNT 在80ml 浓混酸(V HNO 3∶V H 2SO 4 =1∶3)混合，室Jun.2010Vol.31No.6