基于界面電位檢測(cè)的新型電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)研究及應(yīng)用.pdf

1、界面現(xiàn)象研究一直是科學(xué)研究的核心領(lǐng)域，它為電化學(xué)、膠體科學(xué)、材料科學(xué)、界面科學(xué)以及生物物理學(xué)等學(xué)科的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。界面電位檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)界面現(xiàn)象研究的重要途徑，開發(fā)高效的界面電位檢測(cè)技術(shù)具有重要意義。 本論文基于界面電位檢測(cè)，設(shè)計(jì)了一種新型的電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。通過對(duì)其檢測(cè)原理的理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出了零流電位法和安培法兩種檢測(cè)模式，并重點(diǎn)探討了它們?cè)诓牧蟨H響應(yīng)性質(zhì)研究中的應(yīng)用。本研究已取得以下幾項(xiàng)成果。 (1)將某種

2、固體電極串聯(lián)在伏安儀的工作電極和輔助電極之間，與參比電極一起浸入溶液中，構(gòu)建了一種新型電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。通過對(duì)其檢測(cè)原理的理論研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)電流僅在電極內(nèi)部流通，遵守歐姆定律，電流值取決于電極的電子學(xué)性質(zhì)、外加電位和“固/液”界面的界面電位。當(dāng)采用不同的控制電位檢測(cè)技術(shù)，如線性掃描電位法、方波伏安法、脈沖伏安法、安培法時(shí)，可以得到不同的電流—電位曲線。在這些曲線上，外加電位和電流分別是物理輸入信號(hào)和輸出信號(hào)；界面電位是與電極表面和溶

3、液化學(xué)性質(zhì)有關(guān)的化學(xué)參數(shù)，是一個(gè)待測(cè)的隱藏變量。可以根據(jù)電流—電位曲線隨溶液組分的變化關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)界面電位的檢測(cè)和對(duì)“固/液”界面界面現(xiàn)象的研究?；跈z測(cè)相同電流時(shí)外加電位的變化，和檢測(cè)相同電位時(shí)電流變化，提出了零流電位法和安培法兩種典型的檢測(cè)模式。 (2)在新型電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)中，采用線性掃描電位，記錄I—E(電流—電位)曲線。將I—E曲線上電流為零時(shí)的掃描電位定義為零流電位，將檢測(cè)零流電位的技術(shù)稱之為零流電位法。通過檢測(cè)多種非

4、特征吸附界面的界面電位對(duì)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和性能分析。結(jié)果表明：與開路電位法相比，本方法具有精確度高，穩(wěn)定性好，檢測(cè)靈敏快速等優(yōu)點(diǎn)。使用零流電位法考察聚苯胺膜pH響應(yīng)性質(zhì)和羧基化多壁碳納米管表面酸堿性質(zhì)，結(jié)果滿意。零流電位法為開發(fā)新型電位型pH傳感器提供了新思路。 (3)在新型電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)中，固定施加電位，記錄I—t曲線，考察電流隨溶液組分的變化，提出了安培檢測(cè)模式。采用安培檢測(cè)模式，考察聚苯胺膜的pH響應(yīng)性質(zhì)，開發(fā)了一種聚苯