北京大学电分析课件电分析化学新技elect9.ppt

* Novel Techniques in Electroanalytical Chemistry 电分析化学新技术 Yuanhua Shao（邵元华，教授, Ph.D.） College of Chemistry and Molecular Engineering Peking University Outline: 1. Spectroscopic techniques (光谱或波谱技术） 2. Nano-electrochemistry (纳米电化学） General Books: 1* A.J.Bard and L.R.Faulkner, Electrochemical methods, fundamentals and applications, Wiley, New York, 1980 (2nd Edition, 2001) 2 * C.M.A.Brett and A.M.O.Brett, Electrochemistry, Principles, Methods, and Applications, Oxford, 1993 3 * Southampton Electrochemistry Group, New Instrumental Methods in Electrochemistry, Ellis Horwood, Chichester, 1985 4 光谱电化学方法－理论与应用，谢远武、董绍俊。 吉林科 学技术出版社， 1993 5 电化学中的光学方法，林仲华，叶思宇，黄明东， 沈培康，北京，科学出版社， 1990 6 Electrochemistry of Nanomaterials, Edited by Gary Hodes, Wiley-VCH, New York, 2001 Part One ( 第一部分) Spectroscopic techniques (光谱或波谱技术） 1.1 Introduction 1.2 Definition 1.3 Examples 1.1 Introduction (导言) 电分析化学在60年代末期基本上停止 不前，极谱学的研究已经达到其最高峰。 随着其它分析化学技术的发展，极谱学越 来越不重要。光谱电化学及微电极的出现 重新使电化学及电分析化学获得新生！ T. Kuwana in 1964, M.Fleischmann, A.Bewick et al: 1970s to 1980s, in situ 光谱、波谱电化学 M.Fleischmann, M.Wightman et al: ultramicroelectrodes 1970s - 1980s 1.2 Definition 60年代初，美国著名电化学家R.N. Adams教授在指导他的研究 生T. Kuwana进行邻二苯胺衍生物电氧化时，观察到电极反应 伴随有颜色的变化，他提出了这样的设想：“能不能设计出一种 能看穿的电极，以光谱的方法来识别所形成的有色物质呢？”。 这个创新思想终于在1964年由Kuwana 实现了。他们第一次使 用的光透电极（OTE）是在玻璃板上镀了一薄层掺杂Sb的SnO2 玻璃（Nesa玻璃）。光谱电化学从此得到了迅速发展，已成为 电化学的一个重要分支。它是各种波谱技术和电化学方法相结 合，在同一个电解池内同时进行测量的方法。其特点是同时具 有电化学和波谱学二者的特性，可以在电极反应过程中获得多 种有用的信息，对于研究电极过程机理、电极表面特性，检测 反应中间体、瞬间状态和产物性质，测定式量电位、电子转移 数，电极反应速率常数和扩散系数等，提供了非常用力的研究 手段。 1.2 Definition 光谱电化学方法可分为非现场型（ex situ）和现场型 （in situ）。前者是在电解池之外考察电极的方法， 大多数涉及到高真空表面技术如低能电子衍射、 Auger能谱、X射线衍射、光电子能谱等，但是这些 方法不能满足电化学机理的研究的需要。只有在电 解池中，在电极反应操作的同时对电解池内部，特 别是对电极/溶液界面状态和过程进行观测的方法称 为现场法，如现场红外光谱、Raman光谱、荧光光 谱、偏振光谱、紫外可见光谱、顺磁共振谱、光热 和光声光谱、园二色光谱等。 光谱电化学按光的入射方式 可分为投射法、反射法和平行 入射法 Part Two ( 第二部分) Nano-electrochemistry (纳米电化学） 在1－100nm尺寸下的各种研究称为纳米科技