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    2025年 第31卷 第6期    刊出日期:2025-06-28
    上一期   
    第31卷第6期封面和目次
    2025, 31(6):  0-0. 
    摘要 ( 0 )   PDF (26367KB) ( 2 )  
    相关文章 | 计量指标
    综述
    金电极表面有序分子膜的电化学原位偏振调制红外反射光谱研究
    苏章菲, 陈爱成, Jacek Lipkowski
    2025, 31(6):  2417003.  doi:10.61558/2993-074X.3528
    摘要 ( 4 )   RichHTML ( 1)   PDF (3269KB) ( 142 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    本综述探讨了电化学原位偏振调制红外反射吸收光谱在电极表面薄膜结构、取向和构象研究中的应用。该技术基于红外光谱表面选律,利用p偏振光在金属表面的增强和s偏振光的衰减特性,通过两者的差谱消除溶剂背景吸收,从而获取单一电极电位下表面物种的红外吸收信息。相比之下,另外两种流行的原位红外光谱技术,差减归一化界面傅立叶变换红外光谱和表面增强红外吸收光谱,需要进行电位差谱以消除本体溶液的信号。本文首先简要介绍了偏振调制红外反射吸收光谱的操作流程及消除背景吸收的方法,随后通过三个实例展示了该技术在仿生生物膜研究中的应用:束缚磷脂双层膜、大肠杆菌素在磷脂双层中的结构分析,以及金电极表面核脂单层膜的研究。最后,以氧化石墨烯在电化学还原过程中的结构变化为例,阐述了偏振调制红外反射吸收光谱在材料科学中的广阔应用前景。

    离子液体中的真空一致电化学与氧化物外延相结合
    松本雄司
    2025, 31(6):  2415004.  doi:10.61558/2993-074X.3541
    摘要 ( 0 )   RichHTML ( 2)   PDF (5413KB) ( 29 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    我们将最先进“真空一致电化学”技术引入到氧化物与离子液体(IL)界面的研究中。脉冲激光沉积(PLD)是实现纳米级制备高质量氧化物外延薄膜的强大而最精细的技术之一。另一方面,电化学是一种简单、非常灵敏且无损的固液界面分析技术。为了确保此类外延氧化物薄膜以及块状氧化物单晶与IL接口实验的可重复性,我们采用了自制的以IL为电解质的PLD电化学(EC)系统。该系统允许进行从制备定义明确的氧化物电极表面到其电化学分析的全真空实验。研究主题包括氧化物自身特性(如载流子密度和相对介电常数)的电化学评估,以及与IL接触的氧化物的界面特性(如平带电势和双电层电容),最后是对全固态电化学的未来展望。

    固态电解质反应器驱动的大气环境CO2捕集与电催化转化
    华炎波, 倪宝鑫, 蒋昆
    2025, 31(6):  2504082.  doi:10.61558/2993-074X.3547
    摘要 ( 0 )   RichHTML ( 4)   PDF (6634KB) ( 105 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    电催化二氧化碳还原是一种有望解决全球能源和环境危机的变革性技术。然而,其实际应用面临着两大关键挑战:一是分离混合还原产物的过程复杂且能耗高,二是所使用碳源(反应物)的经济可行性。为了同时解决这些挑战,固态电解质(SSE)反应器的研究正在受到日益广泛的关注。在这篇综述中,我们着眼于探讨将SSE应用于电化学CO2捕获和转化串联系统的可行性。我们首先讨论了SSE反应器的结构和基本原理,随后介绍了其在上述两个领域及串联电解的应用实例。与传统的H型电解池、流动池及膜电极电解池相比,SSE的关键创新在于阴离子交换膜和阳离子交换膜之间部署的SSE层,它实现了高效的离子传输,且可通过去离子水或湿润的氮气流有效地分离离子传导和产物收集功能。目标产物可以在SSE中间层通过两极离子复合形成,并通过多孔的SSE层被流动介质高效地带走,产生纯净的液相产物。由于CO2还原反应可以生成一系列液体产物,过去几年中先进催化剂的开发也进一步推动了SSE反应器在高效化学品生产中的实践应用。值得注意的是,由于阴极还原反应常常消耗水中的质子并导致局部高碱性环境,SSE可应用于从不同气源(如烟道气)中捕获酸性CO2以形成碳酸根离子。在电场的驱动下,形成的CO32-可以通过阴离子交换膜,并被阳极半反应产生的质子所酸化,实现高浓度CO2的再生,进而被收集作为下游CO2电还原的低成本原料。基于这一原理,近年来已有多种SSE构型的反应器被报道用于高效捕获不同气源的CO2。通过两个SSE单元的协同作用,已经实现了串联电化学CO2捕获和电催化转化。最后,我们对SSE在未来面向碳中和领域的应用中提出了展望,并建议更多关注以下具体方面的优化:SSE层的基本物理化学性质、电化学工程视角下离子和物种通量及选择性,以及连续CO2捕获和转化单元之间的系统性匹配。这些努力旨在进一步推动固态电解质反应器在更广泛的电化学领域中的应用示范。

    论文
    后酰胺化和直接酯化法制备铟锡氧化物基氧化还原活性单层膜及其光谱电化学特性分析
    相乐隆正, 中居沙映, 养父龙介, 荒神匠汰
    2025, 31(6):  2417002.  doi:10.61558/2993-074X.3530
    摘要 ( 0 )   RichHTML ( 2)   PDF (3630KB) ( 77 )  
    数据和表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 计量指标

    光学透明电极上构筑具有氧化还原活性的单层结构是光谱电化学传感的典型平台。源于其多维传感信号的可用性,需要使用更加复杂精致的平台。此外,同时监测氧化还原电流和与氧化态变化同步的颜色变化可显著提高灵敏度和选择性。本研究旨在探索采用有序取向的紫精单层修饰铟锡氧化物(ITO)电极的方法及相关特性。通过利用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)的缩合反应,开发出了将带有羧基的紫精分子固定以形成组装单层的新方法。两种固定化方法中,一种方法涉及两个步骤,首先形成芳香族硅氧烷基底层,然后通过后酰胺化作用,以酰胺连接的方式将紫精衍生物固定在基底层上。另一种方法是在ITO表面的羟基和紫精衍生物的羧基之间直接建立酯连接。后一种方法还可用于ITO表面近距离固定二茂铁基。利用平面偏振光斜入射的电位调制紫外-可见透射吸收光谱测量技术,确定了还原型紫精的纵轴方向。利用电位调制透射吸收信号的频率依赖性数据分析了电子转移动力学,并进一步比较了两种固定方法制备的紫精修饰电极与用3-氨基丙基三乙氧基硅烷制备的最常用基底层进行后酰胺化修饰的ITO电极的性能。

    征稿简则
    2025, 31(6):  3. 
    摘要 ( 0 )   PDF (386KB) ( 2 )  
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