中南大学应化实验 修饰电极的制备及抗坏血酸等的电化学行为研究.doc

修饰电极的制备及抗坏血酸等的电化学行为研究 *** （中南大学化学化工学院 湖南长沙 410083） 摘要：为了探讨浓度和PH 值对电化学行为的影响，采用三电极体系制备钼酸银修饰电极，通过循环伏安法曲线研究修饰电极在浓度分别为1×10-4mol/L和1×10-3mol/L和不同PH值的抗坏血酸的电催化氧化活性的影响。结果表明，我们成功制得钼酸银修饰电极，且修饰电极对不同浓度及PH 值的抗坏血酸电化学行为不同，其中，在一定范围内，浓度越大，酸性越强，修饰电极对抗坏血酸的氧化作用越强。 关键词：修饰电极，抗坏血酸，电化学催化，循环伏安法 1前言 化学修饰电极（CME）是当前电化学和电分析化学方面十分活跃的研究领域，它的问世突破了传统化学中只限于研究裸电极/电解液界面的范围，开创了从化学状态上人为控制的电极表面结构的领域。通过对电极表面的分子剪裁，可按意图给电极预订的功能，以便在电极上有选择的进行所期望的反应，在分子水平上实现了电极功能的设计。目前修饰电极的制备方法主要包括共价键合法、吸附法、聚合物薄膜法、组合等方法。多酸由于其本身特殊的结构，它不仅在均相和多相电催化中具有广泛的应用，在电化学理论方面，应用多酸修饰电极的报道也逐渐增多。 2实验内容 2.1试剂与仪器 试剂：硝酸银（化学纯，国药集团上海试剂有限公司）；钼酸铵（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；（分析纯，95%～98%，衡阳市凯信化工试剂有限公司）；抗坏血酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；冰乙酸（分析纯，广东汕头市西陇化工厂）；蒸馏水。 仪器：三电极体系，钼酸银修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极（SCE）作为参比电极，铂丝电极作对电极，所用电化学仪器主要为CHI660电化学工作站（上海辰华仪器公司生产），药品称量采用电子天平，以及容量瓶、烧瓶、移液管等玻璃仪器。 2.2溶液的制备 ①酸性溶液的配置 称取0.017g于烧杯中，加适量水使其溶解，在滴加适量硝酸，摇匀，将所得溶液转入100ml容量瓶中加水至刻度线，摇匀，配成1.0×10-3mol/L的溶液。 ② 含抗血酸溶液的配置 配置浓度分别为和的抗坏血酸的溶液。 （3） 电极的预处理 将玻碳电极用金相砂纸打磨成镜面，再用粉抛光，用二次蒸馏水冲洗干净便得到预处理好的玻碳电极。 （4）钼酸铵修饰电极的制备 将预处理好的玻碳电极插入含有硝酸银的酸性溶液的电极池中构成三电极体系，控制工作电位为-0.8V进行恒电位电解400s在玻碳电极表面上镀一层均匀的金属银，将镀好银的玻碳电极转入含有0.05M硫酸底液中，控制电位在-0.2V~0.6V，以电位扫描速度为100mV/s作循环伏安法扫描8圈即得到修饰好的工作电极。 （5）.修饰电极的伏安行为 将修饰好的钼酸银电极分别置于含抗坏血酸的醋酸溶液，在-0.2V~1.0V之间以50mV/s作循环伏安扫描，探讨浓度、PH值对电化学行为的影响。 3 结果与讨论 3.1修饰电极的制备 图1玻碳电极镀银曲线 从图1 可见，随时间增加，电流在前70s时迅速降低，70～250s 缓慢降低，250s 之后基本不变，从而可见玻碳电极上已经镀上了银。 图2 玻碳电极的修饰曲线 从图2 可见，玻碳电极线性扫描循环伏安曲线中出氧化峰和还原峰，再加上可以观察到溶液出现蓝色，表示有钼酸银生成，进一步说明玻碳电极上成功镀上银，并且电极得到了一定的修饰。 3.2抗坏血酸的醋酸缓冲溶液浓度对修饰电极的电化学行为的影响 图3 抗坏血酸浓度对修饰电极电化学行为的影响曲线 线性循环伏安法中电压的扫描包括阴极和阳极两个方向，从图3可见：钼酸银修饰玻碳电极在不同浓度的抗坏血酸条件下，会产生不同的电化学行为，其中浓度为1x10-3时的氧化点位是0.65V，浓度为1x10-4时的氧化电位是0.75V，故当浓度增大时，氧化电位减小，即越容易被氧化。所以随着抗坏血酸浓度的增加，钼酸银修饰电极对抗坏血酸溶液的催化氧化作用增强。 3.3 PH值对修饰电极的电化学行为的影响 当浓度为1x10-4和1x10-3时，在电压-0.2～1.0V之间以50mv/s作循环伏安扫描，测试不同PH值对修饰电极的影响分别如图4和图5； 图4 浓度为1x10-4时PH 值对修饰电极电化学行为的影响曲线 图5 浓度为1x10-3时PH 对修饰电极电化学行为的影响曲线 从图4和图5 都可以看出，不同PH 值下，修饰电极对抗坏血酸的电化学行为不同，当浓度为1×10-4mol/L时，酸性条件下的氧化电位是0.5V，中性时为0.7V；当浓度为1×10-3mol/L时，酸性条件下的氧化电位是0.32V,中性时为0.75V；从而可见，酸性时氧化电位均明显小于中性时的氧化电位，即酸性时容易被氧化，所以在酸性条件下，修饰电极对抗坏