热柱微电极的一些理论问题.pdf

第九届全国电分析化学学术会议论文摘要集 B传统电分析化学(含机理研究) B09熟柱微电极的一些理论问题 孙建军+ (福州大学化学化I：学院，福州350002) 对称微柱电极，开创了热电极从理论到应用研究的新阶段。这种热电极的材料 主要使用直径为100微米以下的铂丝或金丝，长度从几个毫米到几个厘米不等。 加热采用高频电源，频率一般为100 KHz或更高。工作电极和加热电极合二为 一。电极的对称设计和高频电源的使用目的都是为了抑制加热电源对法拉第电 流的影响。Grundler等将该电极应用到了多种体系，如一些小分子(甲醛、甲 醇等)在铂电极上的温度响应、重金属离子(Pb、Hg、As等)在热电极上的 溶出伏安检测、一些生物活性物质(如细胞色素C、DNA等)在热电极上的行 为进行了研究、有机相中电化学体系(二茂铁体系)在热电极上的电化学行为。 Pulse 温度脉冲伏安法(Temperature 加在电极上时，得到与电位脉冲伏安法类似的电流响应曲线。Grundler还在热 电极上得到了常压下高于水沸点的温度(最高可达250 oC)，这对于研究某些 电化学体系在超水沸点下的电化学行为提供的有效途径。 与常规电极相比，热电极有许多奇异的特点。例如，溶液中离子在电极表 面的吸附状态、在电极表面附近的对流与扩散等都有很大不同。虽然十几年来 实验方面取得了较大进展，但其中的一些理论问题还很不清楚。本工作主要就 热柱微电极的一些理论问题作一些探讨。 设热电极长度为L(m)，半径为a(m)，La．。电解质溶液的密度为p(Kg m‘1K’1 m‘3)，导热系数为九(J S。1)，比热容为Cp(JKg。K。)，热扩散系数为(X-- X／pc。(m2Sd)。热柱微电极在初始温度Tl时的电阻为R1，温度系数为bl。连 续加热热t秒后体系的温度分布用下面偏微分方程表示 I tA、 102T(rr,t)+三堡盟：土塑盟 、1(1 碲z r r 口 Ot O)a 一-+-一一=一一 T(r，，)=正 ，=0 (1b) 厂：口 (1c) —O—T=(r一,t)：一，2R{1+6l[丁(厂，，)一石】)／2万础五 凹 第九届全国电分析化学学术会议论文摘要集