薄層循環(huán)伏安法液-液界面電子轉(zhuǎn)移理論的研究.pdf

1、電荷在 L/L(Liquid-Liquid)界面上的轉(zhuǎn)移不但與許多重要的生物、化學(xué)體系,如化學(xué)傳感器,藥理學(xué)中的藥物釋放,相催化轉(zhuǎn)移相關(guān),也與太陽能能量轉(zhuǎn)換及模擬生物膜的研究密切相關(guān)。廣泛的運(yùn)用領(lǐng)域引起了人們極大的興趣,其中薄層伏安法是研究電子轉(zhuǎn)移的方法之一,此方法所需設(shè)備簡單、成本低、數(shù)據(jù)處理容易、用量少等優(yōu)點(diǎn)。本論文首先是展望了薄層伏安法液/液界面電子轉(zhuǎn)移在實(shí)驗(yàn)及理論方面所取得的成就,并對(duì)平臺(tái)電流的獲得及速率常數(shù)的影響因素加以分析。

2、另外,對(duì) Anson所提出的液/液界面的理論方面的知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充、推理,最后應(yīng)用MATLAB進(jìn)行了模擬分析,從而能在實(shí)驗(yàn)中找出最佳優(yōu)化條件,提高實(shí)驗(yàn)測量值的精確度和準(zhǔn)確度。本文章主要包括了以下三部分內(nèi)容:
　　1.簡要地回顧了薄層循環(huán)伏安法測量液/液界面電子轉(zhuǎn)移的發(fā)展歷程,詳細(xì)綜述了近年來薄層循環(huán)伏安法測定液/液界面電子轉(zhuǎn)移速率在理論以及實(shí)驗(yàn)方面的研究進(jìn)展,并對(duì)其可能的影響因素進(jìn)行了總結(jié)與分析。本章主要包括:(1)薄層伏安法研究液-

3、液界面電子轉(zhuǎn)移的進(jìn)展;(2)薄層循環(huán)伏安法的實(shí)驗(yàn)原理;(3)薄層循環(huán)伏安法測量液/液界面電子轉(zhuǎn)移速率的影響因素;(4)速率常數(shù)的求導(dǎo)過程及其影響因素。
　　2.Anson等提出了薄層循環(huán)伏安法測量液/液界面電子轉(zhuǎn)移速率的基本理論,但并沒說明這三個(gè)公式是怎么推得的,本章對(duì)薄層伏安法理論中的三個(gè)公式即動(dòng)力學(xué)電流、擴(kuò)散電流和穩(wěn)態(tài)電流公式進(jìn)行了推導(dǎo),及如何求解速率常數(shù)的公式進(jìn)行了推導(dǎo),同時(shí)對(duì)水相反應(yīng)物濃度和有機(jī)相濃度的選擇范圍做了推測及模

4、擬驗(yàn)證。穩(wěn)態(tài)電流的獲得除了涉及有機(jī)相及水相濃度,另一個(gè)就是兩相濃度比值了,無論從實(shí)驗(yàn)還是從模擬得到兩相的濃度比是個(gè)不可缺少的條件,在研究單步及多步電子轉(zhuǎn)移過程中,兩相濃度比在極大程度上決定了研究電子轉(zhuǎn)移過程的速率常數(shù)值及別的數(shù)值的測定,它對(duì)穩(wěn)態(tài)電流值有重要的決定作用,所以對(duì)濃度比做了詳細(xì)的研究。另外,第二章中對(duì)多步電子轉(zhuǎn)移的原理、過程及基本理論進(jìn)行了推斷,對(duì)影響因素做了分析和研究。最后,對(duì)模擬時(shí)的編程理論設(shè)值做了討論。
　　3.薄

5、層循環(huán)伏安法作為最簡單的測定液/液界面上電子轉(zhuǎn)移速率的新方法,以其獨(dú)有的優(yōu)勢成為探測界面電子轉(zhuǎn)移速率的有利手段。本文通過數(shù)值模擬對(duì)薄層循環(huán)伏安法對(duì)界面多步電子轉(zhuǎn)移和單步電子轉(zhuǎn)移速率的測定影響因素進(jìn)行了對(duì)比研究。分別探討分析了兩相反應(yīng)物濃度比、薄層厚度以及擴(kuò)散系數(shù)對(duì)界面多步電子轉(zhuǎn)移速率和單步電子轉(zhuǎn)移速率的影響。結(jié)果顯示對(duì)于多步電子轉(zhuǎn)移中的第一步電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)所得到的結(jié)果與單步電子轉(zhuǎn)移過程幾乎是一致的,這也表明了對(duì)于多步電子轉(zhuǎn)移中的第一步電子