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《武汉大学》 2004年
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非质子溶剂中O_2/O_2~(?)电极过程及O_2~(?)性质的电分析研究

卫应亮  
【摘要】:超氧自由基(O_2~(·—))是氧自由基中常见的一种,它具有顺磁性、反应性强、寿命短等特点。近年来许多研究表明人体内过剩的超氧自由基会促使人类衰老并引发诸如糖尿病、败血病、癌症等各种疾病。现在人们越来越清醒地认识到清除人体内过剩超氧自由基的重要性,所以有关超氧自由基的研究在各种领域引起广泛的关注,特别是在生命科学、医学、药学、化学等领域。超氧自由基既具有氧化性又具有还原性,同时还可作为路易斯碱、配体、亲核试剂。由于超氧自由基具有上述化学性质,它可参与生物体内的许多生化反应。本论文利用电化学方法研究了超氧自由基的亲核性、碱性、氧化性,并详细探讨了它与相关物质之间相互作用的反应机理,对超氧自由基性质的研究有利于理解生物体内一些物质的生化反应过程;利用粉末微电极技术成功制备了三种粉末微电极,研究了氧单电子还原的电化学动力学过程;通过比较几种非质子溶剂,发现丙酮是一种适合考察O_2/O_2~(·—)电极反应过程及O_2~(·—)性质的新介质体系。同时,也研究了几种小分子抗氧化剂在脂溶性介质中清除超氧自由基的能力,对这些抗氧化剂清除超氧自由基能力的研究有利于人类预防活性氧对人体的损伤,预防各种疾病的侵蚀。本论文的主要内容有: (ⅰ):通过比较几种非质子溶剂,发现丙酮是一种适合考察O_2/O_2~(·—)电极反应过程及O_2~(·—)的性质、清除的介质体系。通过对O_2/O_2~(·—)在新介质体系(丙酮含0.1mol/L四丁基溴化胺)中不同电极上的伏安行为研究,发现O_2在玻碳电极上单电子还原的可逆程度、氧化还原峰电流明显优于金电极和铂电极。考察了支持电解质的种类、支持电解质的浓度对O_2/O_2~(·—)电化学行为的影响,发现选择0.1mol/L四丁基溴化胺作支持电解质可获得较好的伏安响应。采用计时电量法、旋转环盘电极技术证实了氧的单电子还原。并采用常规脉冲伏安法研究了电极过程的异相电荷传递速率常数和阴极反应的传递系数,其结果分别为(1.95±0.05)×10~(-4) cm·s~(-1)和0.34±0.01。此外,我们采用循环伏安法比较了两种抗氧化剂抗坏血酸、胆红素在该介质体系中的清除O_2~(·—)能力,结果表明在此体系中抗坏血酸清除O_2~(·—)能力明显优于胆红素。 (ⅱ):用粉末微电极技术制备出一种新型微电极—乙炔黑粉末微电极,研究了O_2在乙炔黑粉末微电极上的单电子还原行为,实验表明在该体系中O_2/O_2~(·—)电对的氧化还原是一个近乎可逆的电化学过程。同时,在该体系中我们获得了良好的稳态极化曲线,并利用它求算了电荷传递数和异相电荷传递速率常数。用计时电量法进一步证明了氧在该体系中的一电子还原过程。除此之外,还利用循环伏安法详细讨论了O_2~(·—)与邻苯三酚相互作用的反应机理。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O646.54

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