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《武汉大学》 2004年
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微孔支撑的液/液界面电化学研究

王静  
【摘要】:液/液界面(liquid/liquid interface),也称之为油/水界面(oil/water interface)界面或两互不相溶电解质溶液界面(the interface between two immiscible electrolyte solutions,ITIES)是指由两种互不相溶的电解质溶液构成的界面。液/液界面上的电荷转移过程是最基本的物理化学过程之一,由于其在电化学传感器、药物释放、模拟生物膜、相转移催化反应、太阳能转换、环境保护与监测等诸多领域有着广泛的研究与应用前景,使得其在过去近五十年的时间里得到了广泛的研究。微电极是自八十年代初发展起来的一种重要的电化学技术,由于其相对于常规电极具有能够扣除界面充电电流的影响,以及有效补偿体系欧姆降等诸多优良的电化学特性,使其在液/液界面电荷转移现象的研究中具有重要的理论意义和应用价值。本论文采用微孔电极支撑技术考察了液/液界面上的电荷转移现象,研究工作主要集中在: (1)应用传统的三电极体系在微孔电极尖端支撑的液/液界面上,采用循环伏安法、计时电流法、方波伏安法研究了互不相溶电解质界面(ITIES)上铁氰化钾/亚铁氰化钾(水相)和二茂铁(油相)的电子转移反应,计算得到反应中二茂铁在有机相中的扩散系数。实验证明该方法操作简便易行,是研究液/液界面上电子转移反应的有效工具。 (2)采用一种新颖的微孔电极来研究Ni(Ⅱ)离子通过水/1,2-二氯乙烷界面的溶液萃取机理,在微孔电极的尖端形成了微液/液界面。采用循环伏安法和电化学交流阻抗法对溶液萃取机理进行了讨论。研究了pH值、萃取剂浓度对萃取速率的影响。实验表明,和萃取速率相关的极限扩散电流值随水相中金属离子浓度和有机相中萃取剂浓度的增加而增加,萃取速率和附加电位有关。通过对交流阻抗图谱的模拟,获得了反应的动力学参数。实验证明,微米管支撑的液/液界面电化学方法是研究这类反应的一种快速有效的工具,在萃取分离及环境保护等领域有潜在的实用价值。 (3)采用微米管技术研究了一种新型的氮杂冠醚化合物加速碱 金属离子在水/l,2一二氯乙烷界面的转移反应。探讨了反应的热力 学和动力学性质,结果表明该加速转移反应符合TIC/TID机理,在 转移的过程中形成1:1的络合物。实验测得载体L在1,2一DCE 溶液中的扩散系数为4.5、10’6 cmZs一l,与文献报道的一致。载体L 和碱金属离子在DcE中的络合常数的对数分别为:10.5(NaL+)和 9.1(KL+),如此大的络合常数表明该离子可用于制作检测碱金属离 子的电流型传感器。由于氮杂冠醚具备灵活的可修饰性,通过对冠 醚环上的氮原子进行合理的修饰,可以避免冠醚加速氢原子,从而 为液膜型离子选择电极的载体的选择提供新的途径。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O646

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