现场型光谱电化学紫外-可见光谱电化学池的设计

现场型光谱电化学紫外-可见光谱电化学池的设计

闫浩刘华文彧文谟全

（中山大学化学与化学工程学院，广州510275 ）

指导老师: 刘鹏副教授

摘要设计并制作了适用于长光程薄层和满足半无限扩散控制条件的紫外-可见多功能光谱电化学池。以完全可逆的K3Fe(CN)6/ K4Fe(CN)6氧化还原电对作为研究体系，利用紫外-可见现场光谱电化学法,对所设计的电化学池的性能进行了表征。测得该电极反应的电子转移数和平衡电势与文献值相近, 表明这种UV-Vis多功能谱电化学池是可靠的，同时该电化学池还具有结构简单、使用方便、易于清洗的特性。

关键词现场光谱电化学，紫外-可见光谱，多功能光谱电化学池

光谱电化学方法自70年代提出以来，已得到飞速的发展；特别是八十年代以来，发展十分活跃，已成为电化学分析的独立分支。光谱电化学方法是同时获取光信号和电信号的实验方法。在一个电解池内同时进行测量，二者密切结合发挥各自优点，电化学容易控制调节物质的状态，定量生成产物，而用光谱方法则有利于识别物质。这种多信息可同时获得，对于研究电解过程机理，电极表面特性、鉴定参与反应的中间体、瞬间状态和产物性质、测量式电极电位、电子转移数、电极反应速率常数以及与电极反应偶联的化学反应速率常数等等，提供了十分有利的研究方法[1]。在研究无机、有机及生物体系的氧化还原反应和电极表面等方面都获得了广泛的应用[2,3]。光谱电化学技术，按光的入射方式可分为光透射法和光反射法两类；按其光谱检测手段可分为紫外-可见光谱电化学、红外光谱电化学、拉曼光谱电化学、电子自旋共振波谱电化学等。其中, 紫外-可见光谱电化学方法又是光谱电化学方法的一个重要的组成部分。在紫外-可见光谱电化学方法中, 最早出现和应用的是入射光垂直于工作电极表面通过的光透薄层光谱电化学方法。然后发展到入射光平行于工作电极表面通过的长光程光谱电化学方法[2]。从有关文献的报道来看, 平行入射式长光程薄层光谱电解池往往结构复杂、制作困难、使用范围大受限制，同时还存在不易清洗的问题。

光谱电化学技术在应用于电化学和光谱研究领域时,关键是光谱电化学池的设计。为适合于各种研究体系的需要,人们先后设计研制了各种不同结构的光透薄层电化学池。每一种新型的设计都有其本身的特点。一个理想的紫外-可见光谱电化学池应具有较宽的紫外-可见光谱波长范围、较高的光学灵敏度、容易除氧、可适用于各类溶剂、较小的池时间常数、薄层溶液内各处电场强度分布均匀、易填充清洗等特点, 其中, 薄层池设计应考虑的两个最重要的因素是阻抗效应和边缘效应[4]。

鉴于此, 本文在综合前人的研究成果的基础上，依据制作简单，使用方便，尽可能多功能的原则，使用石英管壁作光透窗, 并使薄层厚度可调, 使光谱与电化学两种技术接口, 采用可拆卸结构, 能同时进行长光程薄层和光透半无限扩散的检测，设计了新型的长光程薄层光谱电化学池，并以完全可逆的K3Fe(CN)6/ K4Fe(CN)6氧化还原电对对制作的电解池进行表征。

一、实验部分

1．薄层光谱电化学池的设计与制作

设计的电解池应当同时满足以下几个要求:结构简单、使用方便、可靠性高。换言之，我们需要

用最简单的设计解决所有的关键问题，包括：参比电极、研究电极和辅助电极的放置问题，薄层的厚度控制问题，电解池的清洗问题。另外，光谱电解池要放置到UV-Vis光谱仪中，因此电解池必须足够小，为了同时进行电化学测量，需要将参比电极、研究电极和辅助电极合理地放置在小尺寸的电解池，这也增加了设计难度。

我们用较厚聚四氟乙烯或有机玻璃作电解池的侧壁，并且在上边开一个直径6mm, 高32mm的孔用于放置参比电极，在孔的下端钻一尖孔作鲁金毛细管。光透薄层电解池其透光薄层一般要求厚度小于0.2mm，为了实现可方便地更换电极和清洗的目的，我们采用了一个可取出的滑块设计，并将研究电极粘贴在该滑块上。薄层的厚度通过选用不同厚度的垫片（或薄膜）控制，同时由于滑块可移动，当控制较大的厚度时，电解池可以用于满足半无限扩散控制条件下的电化学测量。

在制作工艺上对电极池的设计也提出了很高的要求，必须保持薄层两面绝对平整，才能保证薄层厚度均匀，否则会出现局部薄层的厚度大于0.2mm的现象。

图1是设计的光谱电解池结构示意图。此化学池结构整体采用连通的形式，池体材料选用聚四氟乙烯或有机玻璃，两透光窗口为石英，用环氧树脂粘合。

图1光谱电解池的结构示意图

1参比电极孔（直径：6mm高度：32mm）；2 Lugin毛细管；3 研究电极；4可移动滑块（长：9mm 宽：9mm高：42mm）；5电解池体，聚四氟乙烯或有机玻璃（长：50mm宽：12mm高：45mm）；6

石英透光窗口

2．仪器试剂

UV1200型紫外光谱仪（北京瑞利公司制造）、电化学工作站（上海辰华公司制造）、K3Fe(CN)6 (AR)、、KCl (AR)。所用水均为二次蒸馏水。

3．电化学和光谱测量

用金电极作研究电极，石墨为辅助电极，饱和甘汞电极作掺比电极，在0.0005 mol/L K3Fe(CN)6和0.5mol/L KCl溶液中，在0.2mm薄层电解池中，以100mV/s的扫描速率测量K3Fe(CN)6还原为K4Fe(CN)6的循环伏安曲线。根据循环伏安曲线分别选择0.40V、0.35V、0.32V、0.30V、0.25V、0.20V、

0.15V、0.10V和0.05V不同电位下电解10分钟，然后在250nm~550nm段进行紫外-可见光谱扫描。

二、结果与讨论

1．循环伏安曲线的测量

图2 Au电极在0.0005 mol/L K3Fe(CN)6+0.5mol/L KCl溶液中的CV曲线，

薄层厚度约0.2mm,扫描速率mV/s

图2是Au电极在0.0005 mol/L K3Fe(CN)6+0.5mol/L KCl薄层溶液中的CV曲线，负扫时出现一个阴极峰，其峰电位为0.115V；反扫时出现对应的阳极峰，峰电位为0.230V，峰电位之差为0.115V,可见该电极反应是完可逆的。

2．现场紫外-可见光谱电化学测量

图4. E与lg[(A2-A1)/(A3-A2)]关系图图35×10-4 mol/L K3Fe(CN)6+0.5 mol/L KCl

溶液在不同电位下电解10分钟后UV-Vis

光谱1.未电解; 2. 0.40; 3. 0.32; 4. 0.25

5. 0.20；

6. 0.05V

K3Fe(CN)6在420nm有较大吸收峰, 因而将检测波长定于420nm, 做电位阶跃(从0.4V到0V)实验, 记录吸光度A随时间t的变化。当电位阶跃后, 吸光度值开始下降较快, 电解一段时间吸光度值基本不再变化(此时达到电化学平衡), 即薄层溶液电解完全。

图3显示K3Fe(CN)6在250nm至500nm波长区间在不同电位下电解10min后的吸收光谱。曲线1为完全氧化态的紫外-可见吸收曲线。随施加电位从0.4V步进到0.05, K3Fe(CN)6在420nm及300nm 处吸收峰值逐渐降低, 在280nm有良好的等吸收点, 指示出K3Fe(CN)6逐步转化为K4Fe(CN)6的还原

过程。曲线6为完全还原态的紫外-可见吸收曲线。

通过现场紫外-可见光谱电化学的测量可以计算反应体系的标准电位E0'与电极反应的电子数转移数n。电解后，电极表面与本体溶液的浓度可达到平衡，即([O]/[R])表面=([O]/[R])本体。因此, 据反应体系的电位与吸光度关系式：

E=E0'+(0.059/n)lg[(A2-A1)/(A3-A2)]

可测定铁氰化钾/亚铁氰化钾体系的E0'与n值。式中A1和A3分别为完全还原态和完全氧化态时体系的吸光度, A2为氧化态和还原态混合物的吸光度。选择420nm为吸光度的测量波长,电位区间从+0.400V到0.05V。每改变一次电位, 达到电解平衡时间需10min，然后在240～500nm波长区间记录紫外可见吸收曲线，结果如图3。将图3数据代入上式, 以平衡电位E对lg[(A2-A1)/(A3-A2)]作图, 得图4。线性回归方程为E(V) = 0.349+0.0603 lg[(A2-A1)/(A3-A2)], 从图4的直线可以求得E0'和n值分别为0.349Ｖ和0.9784表明电极反应是单电子转移。E0'与文献值相符（0.36V）, 直线的线性相关系数为

0.99941。

三、结论

本文所制作的薄层光谱电化学池有良好的伏安性能,可在较宽的紫外-可见光谱区域使用。用K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6体系对此薄层光谱电化学池进行表征, 获得了满意的结果。

参考文献

[1] 董静，紫外－可见光谱电化学概述，山东建材学院学报，1996，10（1），26-32

[2] 江奇，叶芝祥，杨迎春，成英，蔡铎昌，紫外-可见多功能光谱电化学池的研制，光谱实验室，1999，

16（6），634-637

[3] 董绍俊，薄层光谱电化学，分析化学，1985，13(1)：70

[4] 焦奎，任立清，杨涛，一种铂网栅薄层光谱电化学池的制作及表征，分析化学，2001，29（11），

1299-1302

[5] 吴霖生，崔华，林祥钦，一种多功能薄层光谱电化学池，安徽师范大学学报，2000，23（2），131-136 致谢

感谢中山大学开放实验基金对本研究课题的资助。感谢化学院刘鹏老师对实验的指导，感谢学院及学校领导对实验的大力支持，感谢学院的老师对开放性实验的关心和指导。

Design of In-Situ UV-Vis spectroelectrochemical cell

Yan Hao, Liu Hua, Wen Yu, Wen Moquan

（School of Chemistry and Chemical Engineering, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China）

Abstract A new type UV-Vis spectroelectrochemical cell was designed and manufactured, it can be used for the in-situ thin-layer and semi-infinite diffusion spectroelectrochemical measurement. This cell was characterized by measuring the electrochemical and UV-Vis optical response of the reversible K3Fe(CN)6/ K4Fe(CN)6redox couple. The transfer electron and the equilibrium potential of the redox couple accords with the literature well. The result shows that the prepared cell is simple, convenient and reliable.

Key words: Spectroelectrochemistry, UV-Vis spectrum, spectroelectrochemical cell

电化学发展史

电化学发展史 电化学是物理化学的一个重要组成部分，它不仅与无机 化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关，还渗透 到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。 电化学作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导 体，如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成 的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。

传统观念认为电化学主要研究电能和化学能之间的相互转换，如电解和原电池。但电化学并不局限于电能出现的化学反应，也包含其它物理化学过程，如金属的电化学腐蚀，以及电解质溶液中的金属置换反应。 一、16-17世纪：早期的相关研究 公元16世纪标志着对于电认知的开始。在16世纪50年代，英国科学家William Gilbert （威廉·吉尔伯特，1540-1605）花了17年时间进行磁学方面的试验，也或多或少地进行了一些电学方面的研究。吉尔伯特由于在磁学方面的开创性研究而被称为“磁学之父”，他的磁学研究为电磁学的产生和发展创造了条件。 吉尔伯特按照马里古特的办法，制成球状磁石，取名为“小地球”，在球面上用罗盘针和粉笔划出了磁子午线。他证明诺曼所发现的下倾现象也在这种球状磁石上表现出来，在球面上罗盘磁针也会下倾。他还证明表面不规则的磁石球，其磁子午线也是不规则的，由此认为罗盘针在地球上和正北方的偏离是由陆地所致。他发现两极装上铁帽的磁石，磁力大大增加，他还研究了某一给定的铁块同磁石的大小和它的吸引力的关系，发现这是一种正比关系。吉尔伯特根据他所发现的这些磁力现象，建立了一个理论体系。他设想整个地球是一块巨大的磁石，上面为一层水、岩石和泥土覆盖着。他认为磁石的磁力会产生运动和变化。他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体。在吉尔伯特看来，引力无非就是磁力。吉尔伯特关于磁学的研究为电磁学的产生和发展创造了条件。在电磁学中，磁通势单位的吉伯 （gilbert）就是以他的名字命名，以纪 念他的贡献。 1663年，德国物理学家Otto von Guericke（奥托·冯·格里克1602-1686） 发明了第一台静电起电机。这台机器由 球形玻璃罩中的巨大硫磺球和转动硫 磺球用的曲轴组成的。当摇动曲轴来转 动球体的时候，衬垫与硫磺球发生摩擦 产生静电。这个球体可以拆卸并可以用 作电学试验的来源。 二、18世纪：电化学的诞生 在18世纪中叶，法国化学家夏尔·杜菲发现了两种不同的静电，他将两者分别命名为“玻璃电”和“松香电”，同种相互排斥而不同种相互吸引。杜菲因此认为电由两种不同液体组成：正电“vitreous”（玻璃），以及负电“resinous”（树脂），这便是电的双液体理论，这个理论在18世纪晚期被本杰明·富兰克林的单液体理论所否定。 1781年，法国物理学家Charles Augustin de Coulomb (夏尔·奥古斯丁·库仑1736-1806)在试图研究由英国科学家Joseph Priestley (约瑟夫·普利斯特里1733－1804)提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。 1771年，意大利生理学家、解剖学家Luigi Galvani(路易吉·伽伐尼1737-1798)发现蛙腿肌肉接触金属刀片时候会发生痉挛。他于1791年发表了题为“电流在肌肉运动中所起的作用”的论文，提出在生物形态下存在的“神经电流物质”，在化学反应与电流之间架起了一座桥梁。这篇论文的发表标志着电化学和电生理学的诞生。在论文中，伽伐尼认为动物体内中存在着一种与“自然”形式（如闪电）或“人工”形式（如摩擦起电）都不同的“动物电”，

电化学

电化学 一、选择题 1．在电位法中以金属电极作为指示电极，其电位应与待测离子的浓度（） A．成正比；B．符合扩散电流公式的关系； C．的对数成正比；D．符合能斯特公式的关系。 2．用离子选择性电极进行测量时，需用磁力搅拌器搅拌溶液，这是为了（）A．减小浓差极化；B．加快响应时间； C．使电极表面保持干净；D．降低电极内阻。 3．在恒电流电解中由于阴、阳极电位的不断变化，为了保持电流恒定，必须（） A．增大外加电压；B．减小外加电压； C．保持外加电压恒定；D．保持阳极电位恒定。 4．在经典极谱分析中，一般不搅拌溶液，这是为了（） A．消除迁移电流；B．减少充电电流的影响； C．加速达到平衡；D．有利于形成浓差极化。 5．在电重量分析法中作为沉淀剂的是（） A．电流；B．电压；C．电量；D．电动势。 6．用离子选择性电极测定离子活度时，常用选择性常数来描述电极的选择性，因此选择性常数的作用是（） A．一个真实的常数； B．可用于分析测定时干扰的校正；C．拟定分析方案时起主要作用； D．估计干扰离子给测定带来的误差。 7．在CuSO4溶液中，用铂电极以0.100A的电流通电10min,在阴极 上沉淀的铜的质量（mg）是（A r，Cu=63.54）（） A．60.0；B．46.7；C．19.8；D．9.0。 8．测定溶液的PH值时，所用的指示电极是（） A．氢电极；B．铂电极；C．氢醌电极；D．玻璃电极。 9．一价离子选择性电极的研究特别受重视，这主要是因为（） A．灵敏度高；B．选择性好； C．受PH影响小；D．测量误差小。 10．离子选择性电极的响应时间与下列哪个因素无关？（） A．待测离子到达电极表面的速率；B．待测离子活度； C．电动势的数值；D．介质的离子强度。 11．有关库仑滴定的叙述，下列哪个是正确的？（） A．它是一个容量分析方法； B．它既是容量分析法，又是电化学分析法； C．它不是容量分析法，而是电化学分析法； D．它是根据滴定剂消耗的体积来确定被测组分含量。 12．极谱分析时，被测试液可重复多次进行分析，其原因是（） A．使用了滴汞电极；B．加到电解池两极上的电压很小； C．电解池中通过的电流很小；D．被测溶液的浓度很低。 13．不属于电化学分析法的是（）

拉曼光谱的原理及应用

拉曼光谱的原理及应用 拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。 （一）含义 光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应 当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征 （二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征： a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关； b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。 c. 一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是由于Boltzmann 分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。 （三）拉曼光谱技术的优越性 提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。此外

电化学与生活

电化学与生活 （哈尔滨工业大学能源学院） 摘要：电化学作为化学学科中对社会影响极为广泛的一部分是一个极为重要的学科。本文主要简单介绍了电化学对人们日常生产生活方面的影响和电化学的相关原理，并对原电池和电解池等电化学典型案例进行结构分析和原理介绍。同时将电化学在生活中的具体问题进行了分析，并找出了电化学与人类社会发展之间密不可分的联系。 关键词：电化学，电解池，原电池，氧化还原反应，金属腐蚀，电子转移 一、引言 化学是一门以实验为主的学科，但同时也是用途十分广泛的一门学科，它说涵盖的内容涉及到了人类发展的各个方面，从社会到生活，从学习到工作，从学校到工厂，化学的影子无处不在。化学学科的具体分类分为无机化学，有机化学，物理化学，分析化学，高分子化学，核化学和生物化学等。而本文将要讨论的电化学就是隶属于物理化学科目下的具体学科。 电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。当前世界上十分关注的研究课题, 如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。 二、电化学的相关原理 电化学基本原理就是我们在高中时再熟悉不过的氧化还原反应，通过两种物质或在经过中间物质的电子转移来实现电解或发电等相应的化学反应。电化学反应主要包括电解池反应和原电池反应。 1.原电池反应 原电池是主要是利用两个电极之间金属活动性的不同，产生电势差，从而使电子的流动，产生电流。多数原电池的反应是不可逆的，即是只能将化学能转换为电能，而不能像蓄电池那样将电能与化学能相互转化。其中在负极发生氧化反应，即失去电子的反应；正极发生还原反应，即得到相应电子的反应。 原电池的发明历史可追溯到18世纪末期，当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验，当用金属手术刀接触蛙腿时，发现蛙腿会抽搐。大名鼎鼎的伏打认为这是金属与蛙腿组织液（电解质溶液）之间产生的电流刺激造成的。1800年，伏打据此设计出了现在 被称为伏打电堆的装置，锌为负极，银为正极，用盐水作电解质溶液。1836年，丹尼尔发 明了世界上第一个实用电池，并用于早期铁路信号灯。 原电池主要由三部分组成，分别是两个半电池，盐桥和导线。其中两个半电池上的一般是两种金属活动性相差较大的金属，而铅蓄电池和燃料电池等原电池的两极则是由化合物或燃料气体组成的，它们也是通过相应的化学反应来确保电子的定向转移的。构成原电池时，将这两种金属极板浸泡在相应的电解质溶液中，在电解质外两种金属极板通过导线相连接，以此来保证电子在原电池中的通常运行。 以我们在学校中最常见到的铜锌原电池为例，它就是以锌电极作为负极，铜电极作为阳极。将两块电极分别放在装有硫酸锌溶液和硫酸铜溶液两个烧杯中，由于锌的活动性远强于铜，所以锌极就是该原电池的负极，铜极就是原电池的正极，在在两个烧杯之间用装有氯化钾的盐桥来进行电子转移时的平衡。

仪器分析_张友玉_色谱和电化学部分自测题二

色谱和电化学部分自测题二 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的( ) (1) 载体粒度 (2) 分配系数 (3) 扩散速度 (4) 理论塔板数 2. 气相色谱中, 用静电力、诱导力、色散力、氢键作用力四种力来说明( ) (1)被测分子间的作用力 (2)被测分子与流动相分子间的作用力 (3)被测分子与固定液分子间的作用力 (4)流动相分子与固定液分子间的作用力 3. 俄国植物学家茨维特在研究植物色素成分时, 所采用的色谱方法是( ) (1) 液-液色谱法 (2) 液-固色谱法 (3) 空间排阻色谱法 (4) 离子交换色谱法 4. 欲使分配比减小, 采用的方法是( ) (1)减小流动相速度 (2)增加固定相量 (3)增加柱温 (4)增加柱长 5. 使用热导池检测器时，为使检测器有较高的灵敏度，应选用的载气是( ) (1) N2 (2) H2 (3) Ar (4) N2－H2混合气 6. 在气-液色谱中, 色谱柱使用的上限温度取决于( ) (1) 试样中沸点最高组分的沸点 (2) 试样中各组分沸点的平均值 (3) 固定液的沸点 (4) 固定液的最高使用温度 7. 欲使流速分布比较均匀, 柱效也较高, 应控制柱前压力与出口压力的比值(p1/p0)为( ) (1)1 (2)1.5 (3)2 (4)4 8. 当载气线速越小, 范式方程中, 分子扩散项B越大, 所以应选下列气体中哪一种 作载气最有利？( ) (1)H2 (2)He (3)Ar

(4)N2 9. 对聚苯乙烯相对分子质量进行分级分析, 应采用下述哪一种色谱方法? ( ) (1) 离子交换色谱法 (2) 液-固色谱法 (3) 空间排阻色谱法 (4) 液-液色谱法 10. 在气相色谱分析中, 为了测定农作物中含硫农药的残留量, 应选用下述哪种检测 器? ( ) (1) 热导池 (2) 氢火焰离子化 (3) 电子捕获 (4) 火焰光度 二、填空题( 共10题20分) 11. 按照固定相使用的方式, 色谱法可分为柱色谱和平板色谱, 属于平板色谱。 12. 库仑滴定分析法, 实际上是一种电解分析法. 13. 在液相色谱中, 除有机溶剂外, 也是常用的溶剂和流动相。 14. 气相色谱分析中, 固定液的选择一般可根据原则, 其主要的原因是。 15. 在液相色谱中, 常用作固定相, 又可用作键合固定相基体的物质是。 16. 色谱分析中, 分离能形成氢键的物质, 一般选用固定液, 试样中各组分 按分离, 的组分先流出色谱柱, 的组分后流出色谱柱。 17. 在气相色谱分析实验中, 峰过大, 超过记录器量程, 若此时采用热导池检测器, 则应调节_________旋钮; 若采用氢火焰离子化检测器, 则可调节______和________旋钮. 18. 在一定的测量温度下,采用非极性固定液的气相色谱法分离有机化合物, _______________ 先流出色谱柱, _______________后流出色谱柱。 19. 气相色谱分析中, 分离极性物质, 一般选用______________固定液, 试样中各组分按 __________________分离, __________________的组分先流出色谱柱, ____________ 的组分后流出色谱柱。 20. 已知气相色谱柱进口压力为p i, 出口压力为p0, 压力校正因子 j=3 /2{[(p i/p0)3-1]/[(p i/p0)2-1]}, 此式的错误在( ) (1) 2/3写成3/2 (2) (p i/p0)3应在分母 (3) p0/p i写成p i/p0 (4) 减1, 应该为加1 三、计算题( 共6题50分) 21. 10 分在某一柱上分离一试样，得以下数据。组分A 、B 及非滞留组分C 的保留时 间分别为 2.0 min、5.0 min和 1.0min。

拉曼光谱实验报告

拉曼光谱： 拉曼光谱，是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。 相关信息： 电化学原位拉曼光谱法, 是利用物质分子对入射光所产生的频率发生较大变化的散射现象, 将单色入射光激发受电极电位调制的电极表面, 通过测定散射回来的拉曼光谱信号(频率、强度和偏振性能的变化)与电极电位或电流强度等的变化关系。一般物质分子的拉曼光谱很微弱, 为了获得增强的信号, 可采用电极表面粗化的办法, 可以得到强度高104-107倍的表面增强拉曼散射光谱, 当具有共振拉曼效应的分子吸附在粗化的电极表面时, 得到的是表面增强共振拉曼散射光谱, 其强度又能增强102-103。 电化学原位拉曼光谱法的测量装置主要包括拉曼光谱仪和原位电化学拉曼池两个部分。拉曼光谱仪由激光源、收集系统、分光系统和检测系统构成, 光源一般采用能量集中、功率密度高的激光, 收集系统由透镜组构成, 分光系统采用光栅或陷波滤光片结合光栅以滤除瑞利散射和杂散光以及分光检测系统采用光电倍增管检测器、半导体阵检测器或多通道的电荷藕合器件。原位电化学拉曼池一般具有工作电极、辅助电极和参比电极以及通气装置。为了避免腐蚀性溶液和气体侵蚀仪器, 拉曼池必须配备光学窗口的密封体系。在实验条件允

许的情况下, 为了尽量避免溶液信号的干扰, 应采用薄层溶液(电极与窗口间距为0.1～1mm) , 这对于显微拉曼系统很重要, 光学窗片或溶液层太厚会导致显微系统的光路改变, 使表面拉曼信号的收集效率降低。电极表面粗化的最常用方法是电化学氧化- 还原循环法, 一般可进行原位或非原位ORC处理。 目前采用电化学原位拉曼光谱法测定的研究进展主要有: 一是通过表面增强处理把测检体系拓宽到过渡金属和半导体电极。虽然电化学原位拉曼光谱是现场检测较灵敏的方法, 但仅能有银、铜、金三种电极在可见光区能给出较强的SERS。许多学者试图在具有重要应用背景的过渡金属电极和半导体电极上实现表面增强拉曼散射。二是通过分析研究电极表面吸附物种的结构、取向及对象的SERS 光谱与电化学参数的关系,对电化学吸附现象作分子水平上的描述。三是通过改变调制电位的频率, 可以得到在两个电位下变化的“时间分辨谱”, 以分析体系的SERS 谱峰与电位的关系, 解决了由于电极表面的SERS 活性位随电位而变化而带来的问题。

现场型光谱电化学紫外-可见光谱电化学池的设计

现场型光谱电化学紫外-可见光谱电化学池的设计 闫浩刘华文彧文谟全 （中山大学化学与化学工程学院，广州510275 ） 指导老师: 刘鹏副教授 摘要设计并制作了适用于长光程薄层和满足半无限扩散控制条件的紫外-可见多功能光谱电化学池。以完全可逆的K3Fe(CN)6/ K4Fe(CN)6氧化还原电对作为研究体系，利用紫外-可见现场光谱电化学法,对所设计的电化学池的性能进行了表征。测得该电极反应的电子转移数和平衡电势与文献值相近, 表明这种UV-Vis多功能谱电化学池是可靠的，同时该电化学池还具有结构简单、使用方便、易于清洗的特性。 关键词现场光谱电化学，紫外-可见光谱，多功能光谱电化学池 光谱电化学方法自70年代提出以来，已得到飞速的发展；特别是八十年代以来，发展十分活跃，已成为电化学分析的独立分支。光谱电化学方法是同时获取光信号和电信号的实验方法。在一个电解池内同时进行测量，二者密切结合发挥各自优点，电化学容易控制调节物质的状态，定量生成产物，而用光谱方法则有利于识别物质。这种多信息可同时获得，对于研究电解过程机理，电极表面特性、鉴定参与反应的中间体、瞬间状态和产物性质、测量式电极电位、电子转移数、电极反应速率常数以及与电极反应偶联的化学反应速率常数等等，提供了十分有利的研究方法[1]。在研究无机、有机及生物体系的氧化还原反应和电极表面等方面都获得了广泛的应用[2,3]。光谱电化学技术，按光的入射方式可分为光透射法和光反射法两类；按其光谱检测手段可分为紫外-可见光谱电化学、红外光谱电化学、拉曼光谱电化学、电子自旋共振波谱电化学等。其中, 紫外-可见光谱电化学方法又是光谱电化学方法的一个重要的组成部分。在紫外-可见光谱电化学方法中, 最早出现和应用的是入射光垂直于工作电极表面通过的光透薄层光谱电化学方法。然后发展到入射光平行于工作电极表面通过的长光程光谱电化学方法[2]。从有关文献的报道来看, 平行入射式长光程薄层光谱电解池往往结构复杂、制作困难、使用范围大受限制，同时还存在不易清洗的问题。 光谱电化学技术在应用于电化学和光谱研究领域时,关键是光谱电化学池的设计。为适合于各种研究体系的需要,人们先后设计研制了各种不同结构的光透薄层电化学池。每一种新型的设计都有其本身的特点。一个理想的紫外-可见光谱电化学池应具有较宽的紫外-可见光谱波长范围、较高的光学灵敏度、容易除氧、可适用于各类溶剂、较小的池时间常数、薄层溶液内各处电场强度分布均匀、易填充清洗等特点, 其中, 薄层池设计应考虑的两个最重要的因素是阻抗效应和边缘效应[4]。 鉴于此, 本文在综合前人的研究成果的基础上，依据制作简单，使用方便，尽可能多功能的原则，使用石英管壁作光透窗, 并使薄层厚度可调, 使光谱与电化学两种技术接口, 采用可拆卸结构, 能同时进行长光程薄层和光透半无限扩散的检测，设计了新型的长光程薄层光谱电化学池，并以完全可逆的K3Fe(CN)6/ K4Fe(CN)6氧化还原电对对制作的电解池进行表征。 一、实验部分

电化学历史简介

电化学历史简介 电化学（Electrochemistry）是研究载流子（电子，空穴，离子）在电化学体系（特别是离子导体和电子导体的相界面及其邻近区域）中的输运和反应规律的科学。从1839年，格罗夫（W. R. Grove）发表了全世界第一篇有关燃料电池研究的报告以来，燃料电池的研究也是电化学领域十分有前途的研究方向。 电化学的主要应用领域为：电解、电镀和电池。 电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现，二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。因而电化学往往专指“电池的科学”。 电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论；另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。 1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象，一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”，即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前，各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834 年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。 19世纪下半叶，经过赫尔姆霍兹和吉布斯的工作，赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义；1889年能斯脱用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系，即著名的能斯脱公式；1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论，大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。 20世纪40年代以后，电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用，使人们可以研究快速和复杂的电极反应，可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科，它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。 在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有：电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整； 环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；化学电源；金 属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；许多生命现象如肌 肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来 的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。 迈克尔·法拉第(Michael Faraday，1791-1867) 19世纪最伟大的实验科学家 【简介】 英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。

电分析化学联用技术

电分析化学联用技术 一光谱电化学 1. 概述 常规的电化学研究方法是以电信号为激励和检测手段,得到的是电化学体系的各种微观信息的总和,难以直观、准确地反映出电极/溶液界面的各种反应过程、物种浓度、形态的变化,这对正确解释和表述电化学反应机理带来很大的问题。近三十年来,通过把谱学方法(紫外可见光、拉曼和红外光谱)和扫描微探针技术应用于电化学原位( in-situ)测试,从分子水平上认识电化学过程,形成了光谱电化学 和扫描显微电化学新的测试体系,比较方便地得到了电极/界面分子的微观结构、吸附物种的取向和键接、参与电化学中间过程的分子物种,表面膜的组成与厚度等信息[ 1～3] ,特别是近年光谱电化学引入了非线性光学方法新技术,开展了时间分辨为毫秒或微秒级的研究,使研究的对象从稳态的电化学界面结构和表面吸附扩展、深入到表面吸附和反应的动态过程[4 ] ;而扫描隧道显微镜及相关技术的应用,提高了空间分辨率,可以观察到电极表面结构和重构现象、金属沉积过程、金属或半导体表面的腐蚀过程,极大地拓宽了电化学原位测试应用范围,已经成为在分子水平上原位表征和研究电化学体系的不可缺少手段。本文主要综述光谱电化学、扫描显微电化学等原位测试技术的原理、方法、最新进展和应用情况。 光谱电化学是一种将光谱技术与电化学方法结合在一个电解池内同时进行测量的方法。通常，以电化学为激发信号，以光谱技术进行监测，各自发挥其特长。用电化学方法容易控制物质的产量和定量产生试剂等，而用光谱法有利于鉴别物质。在传统的电化学反应的研究中，是依靠电极电势或电流的测量，来研究该电化学反应的机理和测量电化学反应的动力学参数。电流是此反应的反应速率的直接量度，但电流仅代表电极上所有反应过程的总速率，却不能提供反应产物和中间体鉴定的直接信息。另外，在研究电极、电解质溶液界面结构中，是利用电容的测量和计算得到理论值，并不能从分子水平上得到信息。而将紫外、红外和核磁共振等光谱技术应用于电化学电池的现场研究，可以从中得到有关反应中间体，电极表面的性质，如吸附取向，排列次序和覆盖度等信息。该领域称为光谱电化学，是当今电化学研究中最活跃的领域之一。40多年来，光谱电化学得

PINE光谱综合系统实验过程简介

PINE光谱电化学综合系统实验过程 实验主题：催化剂的光谱电化学性质变化测试 实验仪器：PINE光谱仪，WaveDriver20双通道电化学工作站或WaveNow电化学工作站，蜂窝电极（Au、Pt），Ag/AgCl参比电极 实验试剂：待测催化剂、电解液、惰性气体 实验步骤： 1、预处理：往电解液中持续通入惰性气体至饱和（根据具体实验选择与处理方 式选择气体种类）； 2、将光谱仪、电化学工作站和电脑依次连接，打开光谱仪的电源，调至“DH” 档（紫外可见近红外光波段，D是紫外波段，H是可见近红外波段），预热20min后，打开电化学工作站Aftermath软件，此软件已集成了电化学工作站和光谱仪的功能（将光谱仪的图标移至电化学工作站图标即可）； 3、调整采样时间，使最高峰强度刚好处于图谱的2/3高度处，调节光栅宽度， 使信噪比处于最佳状态，设置合适的采样次数，提高曲线的精确度； 4、用移液枪取1mL的电解液，加入光谱仪专配的Y型比色皿槽内，再用移液 枪取20μL电解液将蜂窝电极的蜂窝孔浸润，将蜂窝电极插入比色皿槽中，插入专配的参比电极。蜂窝电极已集成了工作电极和对电极，二者共同镶嵌在功能陶瓷板上，可通过USB接口与电脑连接； 5、选择相应的实验方法（一般为：SPEC、SPECE、CV、LSV、CA、CP和OCP 等，可根据需要自行调节），设定自身实验的光参数和电参数，或梯度设置； 6、参数设定完成后，点击“Audit”审查所设参数是否正确，若显示成功，即可点 击“Perform”运行仪器； 7、谱图采集结束，左侧菜单栏显示已完成实验的结果，含有对应的谱图原始数 据、对照谱图的数据以及具体实验参数等，谱图可导出EXCEL格式的文件。

光谱电化学综述

光谱电化学 化学反应过程都伴随着参加反应物的价态变化, 即价电子的转移过程, 一般不称为电化学过程。人们习惯上把在外加电势的情况下发生的化学过程称为电化学过程, 如电冶金、电解、电镀、电合成有机物等, 通过化学反应获得电能也是电化学过程,如化学电源等。当今人类的生产和生活活动已经与电化学密不可分。电化学的应用越来越广泛，随着电化学的发展和各类电极材料和体系的不断创新，实现了电化学方法与其它技术的联用，如光谱电化学额、色谱电化学、毛细管电泳、电化学石英晶体微天平以及扫描电子显微镜等。 对于光谱电化学，顾名思义就是将电化学分析方法与光谱分析方法相结合的联用技术。 1 光谱电化学的创建与发展 传统的电化学研究方法是以电信号为激励和检测手段，得到的是电化学体系的各种微观信息的总和，难以直观、准确地反映出电极/溶液界面的各种反应过程、反应中间物种的浓度、形态的变化对于正确反应机理带来很大的问题【1,2】。 60年代初期美国著名电化学家R.N.Adams教授在指导研究生T.kuwana进行邻苯二胺衍生物电化学氧化时，观察到电极反应同时伴随有颜色变化，于是他提出了能不能设计出一种能“看穿”的电极用光谱学的方法来识别所有形成的有色物质呐？这一新的设想在1964年由T.kuwana实现了，他第一次使用的光透电极（OTE）是在玻璃片上镀了很薄的一层掺杂Sb的SnO2，这种具有导电性的玻璃，被称为Nesa玻璃，它作为一个电极的同时还可以测量电解池液层中电活性物质的浓度对光的吸收，从而创建了光谱电化学。 80年代初期，中国科学院长春应用化学研究所电分析化学实验室率先在国内开展了光谱波普电化学方面的研究，相继一些综合性大学如复旦大学、厦门大学、北京师范大学、武汉大学、重庆大学等也开展了这方面的研究，取得了一系列可喜的成果，无论从文献报道，还是从学术会议来看，光谱电化学将是电化学和电分析化学发展的最热门研究领域之一。 光谱电化学发展经历的一个主要过程是将研究对象从稳定的电化学界面结构和表面吸附扩展至反应的动态过程和表面吸附，既可以配合电化学暂态技术（如电位阶跃或快速循环伏安法）开展时间分辨为ms或μs级的研究，以揭示分子水平上的电化学反应动力学规律；又可以采用超短脉冲激光技术研究在固定电位下的界面结构和表面物种的亚稳态等现象，即从分子或原子水平上研究电化学界面动力学【1,2】。 40多年来，光谱电化学得到了迅速发展，已经成为电化学领域中一个重要的新的分支学科。目前，它已在有机、无机及电化学研究等各方面得到了公认。 2 光谱电化学的分类 光谱电化学技术按测试方式分为非现场和现场两种。非现场是在电化学反应发生之前和之后对反应物和产物的结构信息和界面信息进行探测，由于一些电化学产物和中间体存在不稳定性，在终止电化学反应后或电极从电解池取出的状态

电化学

电极/离子液体界面电容 赵 娣1 黄 青1 金先波1,* 魏献军1陈政1,2,* (1武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072; 2 DepartmentofChemicalandEnvironmentalEngineering, FacultyofEngineering,TheUniversityofNottingham,NottinghamNG72RD,UK) 摘要：用电化学阻抗方法研究了铂片电极在 BMIMPF6,BMIMBF4,BMIMClO4,BMIMTf2N,BMIMCl,BMIMBr,C3OHMIMBF4,C3O 和BMMIMPF6(BMIM:1-butyl-3-methylimidazolium;C3OHMIM:1-(3-hydroxypropyl)-3-methylimidazolium;BMMIM:1-butyl-2-methyl-3-methylimidazolium;Tf2N:bis(trifluoromethylsulfonyl)amide)等离子液体中 的界面电容及结构.结果表明:当阴、 阳离子半径相差不大且不存在特性吸附时,在零电荷电势附近,电极/离子 液体界面的电容-电势曲线将出现电容单峰或者双峰.电极的零电荷电势 对应于单峰的峰电势或者双峰之间的谷电势.当电极电势远离零电荷电 势时,电极/离子液体界面成紧密层结构,可由紧密层理论来描述.如果存在 离子的特性吸附,相应的电容峰可能不再出现,而表现为双层电容随电极 电势对零电荷电势的偏离而单调增加.还研究了添加小的Li+离子对电极/ 离子液体界面电容的影响.通过向BMIMTf2N中加入LiTf2N,发现Li+离子 可以改变电极/离子液体界面的双层结构,但无助于界面电容的提高,甚至 可能引起电容的降低.最后探讨了不同条件下,尤其考虑阴阳离子特性吸 附时,电极/离子液体的界面结构.关键词：电化学电容;离子液体; 电极/电解液界面; 界面离子排列; 电化学阻抗谱 中图分类号：O646 CapacitanceattheElectrode/IonicLiquidInterface ZHAODi1 HUANGQing1 JINXian-Bo1,* WEIXian-Jun1

铜—甘氨酸体系的光谱电化学研究

铜—甘氨酸体系的光谱电化学研究 甘氨酸是最简单的氨基酸,研究它与铜的相互作用在生物过程、金属表面的吸附构型、铜的抛光和电镀以及传感器等方面都有重要意义。本文在常规电化学池和薄层电解池中,采用常规循环伏安法、原位薄层紫外可见光谱法和循环伏吸法研究了铜-甘氨酸体系的电化学行为,并用X射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱法(XPS)对实验结果进行了表征。 此外,制备了新型氧化铜修饰电极并将该电极应用于催化葡萄糖的氧化反应。研究结果表明,常规电化学池中铜在甘氨酸溶液中的两个氧化还原过程分别对应CuClads/Cu和Cu2+/CuClads的转化。 在薄层电解池中,测试的pH范围4.2-10内,电极表面沉积的铜可以通过两种方式电氧化生成一价铜-甘氨酸络合物(CuL2-, L为甘氨酸)：(a).先后与溶液中的氯离子和甘氨酸反应转化为CuClads和CuL2-; (b)直接与甘氨酸反应转化为CuL2-。当体系中甘氨酸浓度较低时,两种方式的转化都存在,而当甘氨酸的浓度很高时,所有的沉积铜都按第二种途径直接转化。 CuL2在析氯反应发生前都是稳定存在的,当阳极端电势相对较高时,析氯反 应生成的次氯酸(HC10)能将稳定的CuL2-分解并释放出Cu+,Cu+氧化生成自由态的Cu2+,随后与甘氨酸反应直接生成二价铜络合物。通过对XRD和XPS的谱图分析得到各个峰电势下电极表面生成的物质信息。 本文从紫外可见光谱和电化学分析的角度,为铜在甘氨酸溶液中的电化学过程提供了可能的反应机理。新型氧化铜修饰碳糊电极(CuO/sCPE)在催化葡萄糖的氧化过程中最佳的电极修饰条件如下：氢氧化钠的浓度为0.1 mol·L-1,硫酸铜浓度为1.0mmol-L-1,修饰圈数为50圈。

湖南师范大学 色谱和电化学自测题

色谱和电化学部分自测题一 班级姓名分数 一、选择题( 共10题每小题2分共20分) 1. 在气相色谱分析中, 为了测定微量含磷农药的含量, 最合适的检测器为( ) (1) 热导池 (2) 氢火焰离子化 (3) 电子捕获 (4) 火焰光度 2. 当载气线速越小, 范式方程中, 分子扩散项B越大, 所以应选下列气体中哪一种作载气最有利？( ) (1)H2 (2)He (3)Ar (4)N2 3. 在气-液色谱分析中, 组分与固定相间的相互作用主要表现为下述哪种过程? （） (1)吸附-脱附 (2)溶解-挥发 (3)离子交换 (4)空间排阻 4. 在GC中, 程序升温适用于分离( ) (1)几何异构体 (2)沸点不同官能团相同的试样 (3)沸点相近官能团相似的试样 (4)沸点范围很宽的复杂试样 5. 在LC中, 提高色谱柱的柱效率最有效的途径是( ) (1)减小载体粒度 (2)适当升高柱温 (3)降低流动相的速度 (4)降低流动相的粘度 6. 经典填充柱, 在固定液含量较高, 中等线速时, 塔板高度的主要控制因素是 ( ) (1)涡流扩散项 (2)分子扩散项 (3)气相传质阻力项 (4)液相传质阻力项 7. 在气-液色谱法中, 首先流出色谱柱的组分是( ) (1)吸附能力小

(2)吸附能力大 (3)溶解能力大 (4)溶解能力小 8. 当载气线速较小, 范氏方程中的分子扩散项起控制作用时, 采用下列哪一种气体作载气对提高柱效有利?( ) (1) 氢气 (2) 氮气 (3) 氧气 (4) 氦气 9. 在气相色谱法中, 适于用氢火焰离子化检测器分析的组分是( ) (1) CS2 (2) CO2 (3) CH4 (4) NH3 10. 对聚苯乙烯相对分子质量进行分级分析, 应采用下述哪一种色谱方法? ( ) (1) 离子交换色谱法 (2) 液-固色谱法 (3) 空间排阻色谱法 (4) 液-液色谱法 二、填空题( 共10题每题2分共20分) 11. 气相色谱的炭质吸附剂通常用于分离______________和____________。 12. 电化学分析法是建立在 基础上的一类分析方法. 13. 在用归一化法进行色谱定量分析时,进样量重现性差将不影响_______________ . 14. 分离非极性组分, 可选择非极性固定液, 则组分分子与固定液分子之间的作用力主要为 ____________________________________________. 15. 在液相色谱中, 流动相在使用之前, 必须进行_________________处理。 16. 指出下述情况下，色谱出峰次序的大致规律： ─────┬─────┬────── 混合物性质│固定液性质│出峰次序规律 ─────┼─────┼──────

电化学催化中的激光拉曼光谱法

电化学催化中的激光拉曼光谱法 摘要在研究高比表面积和低透射率的粗糙或多孔电极体系方面,拉曼光谱比其它光谱 技术更具有优势,其最大的缺点是检测灵敏度非常低。近年来人们利用表面增强拉曼光谱(SERS)成功地将过渡金属电极表面物种的检测灵敏度提高了1~3个数量级,使这一局面得到 明显的改观,从而实现了对一些重要的电催化反应的原位监测以及电化学反应(解离)产物及 中间产物的鉴别,为利用激光拉曼光谱技术来研究电催化体系展示了良好的发展前景。本文 在简要回顾拉曼光谱在电化学中应用的历史的基础上,简述表面拉曼光谱的基本原理和表面 增强拉曼光谱(SERS)现象,此后介绍了电化学拉曼光谱技术的仪器、方法和实验装置。讨论 重点放在如何提高检测灵敏度、光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率以及其它联用技术, 同时用一些实例来说明拉曼光谱应用于电催化领域的特点,最后将简要探讨该领域的未来发 展方向和有关技术。 关键词电化学催化激光拉曼光谱电极表面 Abstract Research in high specific surface and low transmission rate of the rough or porous electrode system. Raman spectroscopy more advantages than others, its most weakness is low detection sensitivity, In recent years, people using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) to the successfully heighten sensitive of transition metal electrode surface species detection gain of 1 ~ 3 quantitatively, the situation has been markedly changed. thus achieving the right number of important catalytic reactions in situ monitoring and the electrochemical reaction (dissociation) products and intermediate products identification, for the use of Raman spectroscopy to study the electro-catalytic system for displaying a good development prospects In this paper, a brief review of Raman Spectroscopy in the application of electrochemical history on the basis of Raman spectra surface briefly the basic principles and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS),then introduced electrochemical Raman spectroscopy equipment, methods and experimental devices Discussion focused on how to improve the detection sensitivity, spectral resolution, spatial resolution, time resolution and in conjunction with other technologies, Some examples of using Raman spectroscopy to introduce electro-catalytic characteristics of the area, Finally, a brief look about the future direction and development of relevant technologies. Keyword Electrocatalysis Laser Raman spectroscopy Electrode surface

电化学发展展望

电化学发展现状及展望 姓名：陈博洋专业：材料物理学号：2015302662 摘要：电化学是研究电与化学反应相互关系的科学，其在诸多科学领域都得到了 广泛的应用，本文由此介绍了当今电化学的发展现状及其在我们日常生活的应用，总结其发展特点并对其未来的发展提出了展望。 关键词：电化学工业；电解；金属腐蚀防护；生物电化学；燃料电池 引言 伴随当今科技的发展，不仅电化学理论和电化学方法不断创新，而且在应用领域，如化学工业能源材料科学和环境保护等方面同样也占有越来越重要的地位，燃料电池在发电及汽车工业的应用以及生物电化学这一新领域所取得的突出成绩都是比较典型的例子，因此应强调重视电化学新体系的研究，以面对未来能源、材料、生命、信息和环境对电化学技术的挑战. 一、现代发展回顾 20世纪后五十年，在电化学的发展史上出现了两个里程碑：Heyrovsky因创立极谱技术而获得1959年的诺贝尔化学奖，Marcus因电子传递理论而获得1992年的诺贝尔化学奖。20世纪后五十年，继20年代极谱技术创立之后，电化学系统地发展了现在称之为传统电化学研究方法的稳态和暂态技术，尤其是后者，为研究电界面结构和快速的界面传荷反应打下基础。但是，因为缺乏分子水平和原子水平的微观实验事实，电化学理论仍旧停留在宏观、唯象和经典统计处理的水平上。70年代，物理学理论的不断发展为观测微观水平提供了有力的技术手段，例如电化学现场表面光谱技术、使界面电化学的分子水平研究成为可能。80年代出现的以扫描隧道显微镜（STM）为代表的扫描微探针技术，迅速被发展为电化学现场和非现场显微技术，尤其是电化学现场STM和AFM（原子力显微镜），为界面电化学的研究提供了原子水平实验基础。总之，20世纪后五十年，由于上述各种实验技术的发展，促进了电化学由宏观研究逐渐转移到分子和原子微观水平的研究，为这一时期电化学理论和应用一些突破性进展奠定了基础。 二、应用概述 1）电化学工业 电化学在工业上起着相当重要作用，包括电解金属加工与处理电池和燃料电池水和废水处理等方面的应用。 氯碱工业――这是世界上最大的电化学工业，它是通过电解食盐水，从而获得氯气和苛性钠的过程氯气用于制备氯乙烯，进而合成得到PVC，还可用作纸浆及纸的漂白剂和杀菌剂。工业中常用的有三种电解池:汞电解池隔板电解池离子选择性电解池。由于氯的腐蚀力和电极本身的氧化，传统碳棒或石墨阳极已经远远不能满足现代工业生产的需求，而由此也催生出了一批新兴的电极材料，例如RuO2涂层的钛电极，RuO2涂层中含有一定量的过渡金属氧化物，如Co3O4等这类阳极几乎不被腐蚀，它的超电势在4～5mV之间，还有一个优点是:不希望出现的析氧副反应已被降到非常低的程度(1%～3%)。 该法不需要很多化学药品，后处理简单，占地面积小，管理方便。常见的方法有以下几种:电解回收——电化学方法可将溶液中的金属离子逐步除去，因此常常可以使一些可以重新利用的金属再生出来。电化学氧化，这是一种较成熟的水处理技术，并日益成为水处理的热点，研究范围涉及处理印染水制药废水制革废水和造纸黑液等。当然除此之外还有微电解法、电解气浮法和电渗析法等新兴方法。