电化学（中英文）

吴清玉, 吴奕纯

2011, 17(1): 1-6.

摘要 ( 2632 )

PDF (553KB) ( 1372 )

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田昭武（1927~ ）,福建福州人.物理化学家.1980年当选为中国科学院院士,1996年当选为第三世界科学院院士.英国威尔士大学名誉理学博士.注重学科交叉渗透及电化学技术的实际应用，努力推动全国电化学事业的发展.20世纪50年代，科研方向为电极过程的基础理论和仪器创新，至80年代总结为专著《电化学研究方法》.主要包括：发现电化学自催化过程并系统地解析其奇异现象；直接比较法解得电极“绝对等效电路”；提出多孔电极每个子过程“特征电流”的概念，进而提出气体扩散多孔电极“不平整液膜”模型；研制的“DHZ-1型电化学综合测试仪”，成为首批国产仪器；研制的“XYZ型离子色谱抑制器”取代了DIONEX公司老一代产品.90年代后，致力于从电化学出发解决其他领域的难题.提出约束刻蚀剂层技术，可应用于半导体和金属的微纳米复杂三维加工，实现半导体阵列微透镜的复制；设计集成化阵列点样头以制作微阵列生物芯片，可供普通医院快速诊断疾病.21世纪以来，提出新型超级电容器，可回收汽车制动能量以缓解市内汽车油耗和污染.获得1980年第四机械工业部科技成果一等奖、1986年国家教委科技进步一等奖、1987年国家自然科学三等奖、2007年福建省科技重大贡献奖等多项奖励和荣誉.历任厦门大学校长、中国化学会理事长、国际电化学会副主席.

化学:我们的生活,我们的未来——庆祝2011国际化学年

章宗穰

2011, 17(1): 7-11. doi:10.61558/2993-074X.2077

摘要 ( 2936 )

PDF (557KB) ( 1305 )

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<编者按> 在联合国教科文组织和国际纯粹与应用化学会的联合推动下,联合国大会全体会议在2008年12月19日通过决议,将2011年确定为国际化学年,作为实施联合国可持续发展教育计划(2005～2014)的重要措施.中国科学院、中国科学技术协会及中国化学会积极响应并参与组织推动2011年国际化学年在中国的各项活动.为了帮助广大读者了解国际化学年的目标和意义,本刊将分别约请专家学者撰文庆祝国际化学年.本期刊登章宗穰教授大作,文中较详尽地介绍了2011年国际化学年的由来、目标和全球所面临的严峻挑战以及化学工作者的责任.从下期起将陆续刊登电化学各领域科技工作者有关庆祝国际化学年的文章.欢迎读者、作者踊跃参与,惠投佳文.热切希望广大读者积极参与国际化学年的各项活动.

拉曼光谱在锂离子电池研究中的应用

赵亮, 胡勇胜, 李泓, 王兆翔, 徐红星, 黄学杰, 陈立泉

2011, 17(1): 12-23. doi:10.61558/2993-074X.2814

摘要 ( 6694 )

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综述拉曼光谱(Raman spectroscopy)在锂离子电池碳负极材料、尖晶石LiMn2O4和LiFePO4正极材料、聚合物和室温熔盐电解质以及电极/电解质界面膜研究中的应用,分析了非原位拉曼测试手段与原位拉曼测试手段的优缺点,展望了这一领域目前有待解决的问题和可能应用的新技术.

界面电场对血红蛋白在多孔金电极上的吸附和生物活性的影响(英文)

王翠红, 孔逸冰, 夏兴华

2011, 17(1): 24-30. doi:10.61558/2993-074X.2075

摘要 ( 3856 )

PDF (1372KB) ( 1466 )

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蛋白质的界面吸附及其生物活性因它在构建生物传感、生物电子器件和生物燃料电池等方面具有重要的作用而倍受关注.对此,界面电场是吸附的一个重要影响因素,它能明显地影响蛋白质分子在材料界面的吸附量、分子构象以及分子定向.本文应用电化学方法和红外光谱技术研究了血红蛋白在三维多孔金膜电极上的吸附动力学及其生物活性随界面电场的变化关系.结果表明,由界面电场产生的过量表面电荷可借助与蛋白质分子之间的静电作用加速蛋白质分子在电极表面的吸附,提高其吸附量;但是,过高的界面电场将破坏吸附蛋白质的构象以及降低它还原过氧化氢的催化活性;只有在零电荷电位下,吸附在电极表面的血红蛋白才能保持其天然的构象和生物催化活性.本研究将为生物传感器、生物电子器件和生物燃料电池的构建提供理论依据,加深对荷电生物界面上生物分子界面行为的认识.

湿化学镀SPR金基底及其性能表征

周宥辰, 王艳艳, 马志方, 姜艳霞, 邱瑾, 孙世刚,

2011, 17(1): 31-36. doi:10.61558/2993-074X.2076

摘要 ( 3687 )

PDF (3354KB) ( 2354 )

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建立一种由单一水相操作的表面等离子体共振法(SPR)制备金基底.即:在3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰的玻璃片上自组装一层细小的金胶纳米粒子,以此为催化模板,利用化学镀技术在纳米尺度范围内控制金膜的均匀增长,获得优异SPR信号响应所需要的金膜形貌和厚度.紫外光谱(UV-vis),透射电镜(TEM)观测表明,纳米金膜催化模板粒径约为2.5 nm.扫描电镜(SEM)观察湿化学镀SPR金基底均匀分布,粒径约为40 nm.与商品化真空镀金基底相比,湿化学镀金基底对乙醇的SPR响应强度相当,且可调控性更高.

Au单晶表面氟表面活性剂FSN自组装膜的电化学行为

汤永安, 颜佳伟, 朱凤, 孙春凤, 毛秉伟,

2011, 17(1): 37-42. doi:10.61558/2993-074X.2815

摘要 ( 3430 )

PDF (2051KB) ( 1752 )

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研究Au(111)和Au(100)表面非离子型氟表面活性剂FSN自组装膜的电化学行为.电化学扫描隧道显微术和循环伏安法测试表明,在0～0.8 V电位区间,FSN自组装膜未发生氧化还原,均一性好,可稳定地存在于电极表面,并显著抑制硫酸根离子在电极表面的吸附和Au单晶表面的重构.在FSN自组装膜Au单晶电极的初始氧化阶段,Au(111)表面有少量突起,而Au(100)表面呈现台阶剧烈变化,但FSN自组装膜的吸附结构没有改变.与Au(100)表面相比,Au(111)表面形成的FSN自组装膜可更有效地抑制Au表面的氧化.

锂离子电池锡薄膜负极制备及电化学性能研究

白红美, 陶占良, 程方益, 陈军,

2011, 17(1): 43-47. doi:10.61558/2993-074X.2077

摘要 ( 3989 )

PDF (3732KB) ( 1859 )

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应用真空蒸发法在泡沫铜基底上制备锡薄膜负极.XRD、SEM分析表征薄膜的物相结构及其微观形貌,并测试了材料的电化学性能.结果表明,泡沫铜基底的三维结构增强了活性物质与基底的结合力.在同一基底温度下,锡颗粒随蒸发时间延长逐渐增大,电池电化学性能降低;而在同一时间内,升高基底温度,颗粒无明显变化,电池循环寿命有了很大提高.样品A″电池(基底温度:200℃,蒸发时间:0.5 h)经100次充放电循环后比容量仍达407.3 mAh·g-1.

介孔NiO制备及其在超级电容器的应用

陈璇璇, 赵真真, 王登超, 黄中杰, 倪文彬, 余力, 赵健伟,

2011, 17(1): 48-52. doi:10.61558/2993-074X.2078

摘要 ( 4575 )

PDF (6627KB) ( 3066 )

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应用金属有机配合物作前驱体,煅烧制备有稳定结构的介孔NiO电极.TEM孔径分布及电化学测试表明,该电极结构规整,平均孔径为30 nm.在2.0 A·g-1电流密度下,比电容为72 F·g-1.1000次循环后,几乎无衰减,而且其表面介孔结构相当稳定.

聚三苯胺/活性炭电极的电化学性能研究

佘秋洁, 魏志凯, 郑明森, 董全峰,

2011, 17(1): 53-56. doi:10.61558/2993-074X.2816

摘要 ( 4075 )

PDF (1915KB) ( 2075 )

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应用异相沉淀法制备聚三苯胺/活性炭复合材料.SEM及电化学测试表明:聚三苯胺与活性炭复合后,材料的粒径从150 nm左右下降到几十nm,该电极具有良好的倍率性能和循环性能,0.5 C倍率放电容量从88.5mAh/g增至105 mAh/g左右,40 C倍率放电容量约达70 mAh/g左右,1000周循环的容量基本不衰减.

酚醛基活性炭纤维双电层电化学电容器的研究

薛荣, 阎景旺, 田颖, 衣宝廉,

2011, 17(1): 57-62. doi:10.61558/2993-074X.2817

摘要 ( 3739 )

PDF (3265KB) ( 1765 )

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利用KOH活化制得了酚醛基活性炭纤维(ACF).研磨后形成细颗粒酚醛基活性炭纤维材料(P-ACF).对比研究P-ACF与ACF在6 mol·L-1 KOH溶液中的电化学性能,结果表明:P-ACF电极表现出更佳的电容性质,比电容达200 F·g-1,大电流放电比电容衰减速率较慢,其微孔离子迁移电阻(Rp,2.96Ω)较ACF的(4.65Ω)小.研磨可增加ACF的断面暴露量,降低纤维间接触电阻和微孔内离子迁移电阻.

含FEC电解液的锂离子电池低温性能研究

杨春巍, 吴锋, 吴伯荣, 任永欢, 姚经文,

2011, 17(1): 63-66. doi:10.61558/2993-074X.2818

摘要 ( 5648 )

PDF (1884KB) ( 6277 )

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研究含FEC溶剂电解液(FEC+EMC,EC,PC)的低温性能及其与磷酸铁锂正极或中间相碳微球(MCMB)负极的匹配.该电解液具有较高的低温电导率,FEC可在1.6 V与负极反应成膜,有效地提高负极稳定性.红外测试发现,FEC可抑制其它电解液溶剂在负极成膜过程中的分解,在常温(20℃)和低温(-20℃)下形成的SEI膜阻抗均较低.电化学测试表明,以该电解液装配的锂离子电池(电极)具有较高的低温放电容量和倍率性能.

纳米钯催化剂对甲醇的电催化氧化

牛凤娟, 易清风,

2011, 17(1): 67-72. doi:10.61558/2993-074X.2079

摘要 ( 4111 )

PDF (3200KB) ( 3800 )

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采用水热法,以甲醛作还原剂还原Pd2+-EDTA络合物,制得钛基纳米钯颗粒电极(nanoPd/Ti).扫描电子显微镜(SEM)显示,纳米钯颗粒直径约为60 nm,形成三维立体网状结构.在碱性溶液中,循环伏安及交流阻抗测试分别表明:nanoPd/Ti电极对甲醇氧化有极高的阳极电流、较低的起始氧化电位和较强的抗CO毒化能力.在nanoPd/Ti电极上甲醇电氧化反应的阻抗值较低,增加甲醇浓度,电极阻抗更低.电极对甲醇氧化具有极好的电催化活性.

碱性直接甲醇燃料电池含氟阴离子交换膜的制备及性能研究

张燕梅, 方军, 严格, 庄永泽,

2011, 17(1): 73-79. doi:10.61558/2993-074X.2819

摘要 ( 3477 )

PDF (1984KB) ( 1869 )

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以甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯为单体,经过自由基聚合反应、成膜和碱化3个步骤制备氢氧型的DMAEMA/TFMA聚合物阴离子交换膜,系统表征该聚合物膜的结构和性能.结果表明:室温下其电导率可达10-2 S.cm-1;该膜的甲醇渗透系数低于10-7 cm2.s-1;以该膜组装的单电池在室温下的最大功率密度为43.2 mW/cm2,在燃料电池中有良好的应用前景.

盐酸表阿霉素与牛血清白蛋白的相互作用和伏安分析

程红芬, 张勇, 宋洁琼, 王增巧,

2011, 17(1): 80-83. doi:10.61558/2993-074X.2820

摘要 ( 3214 )

PDF (1130KB) ( 1595 )

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应用线性扫描技术研究盐酸表阿霉素的电化学行为.结果表明,在pH 6.80的Tris-HCl缓冲溶液中,盐酸表阿霉素有一较灵敏的还原峰,Epc=-0.34 V(vs.SCE).加入牛血清白蛋白(BSA)后,盐酸表阿霉素的还原峰电流明显下降.据此,建立了BSA的电化学测定法.在最佳实验条件下,1.0×10-9～1.0×10-6 mol.L-1范围内,BSA浓度与盐酸表阿霉素的峰电流下降值△ip呈线性关系(R=0.9973),BSA检出限达8.05×10-10 mol.L-1.盐酸表阿霉素与BSA的结合比为1,结合常数β为3.04×106 L.mol-1.

多层聚吡咯-铂复合膜电极的甲醇电催化氧化

张玲, 郑龙珍,

2011, 17(1): 84-87. doi:10.61558/2993-074X.2821

摘要 ( 3456 )

PDF (1233KB) ( 1537 )

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应用循环伏安法电沉积多层聚吡咯-铂复合膜电极,研究该电极的甲醇电催化氧化性能.循环伏安和计时安培法测试表明,该复合膜电极具有更好的甲醇电催化活性和抗毒性.铂量增加,电极反应控制步骤将由CO氧化转化为甲醇的吸附脱氢.

PANi电极在不同电解液中的电化学电容性能研究

谭永涛, 冉奋, 王翎任, 刘吉, 孔令斌, 罗永春, 康龙,

2011, 17(1): 88-92. doi:10.61558/2993-074X.2822

摘要 ( 3772 )

PDF (3055KB) ( 2111 )

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应用化学氧化聚合法制备了超级电容器用聚苯胺电极材料.FTIR、SEM及电化学电容测试表明:聚苯胺由纳米颗粒堆积而成,颗粒大小50nm左右;在H2SO4、NaNO3或KOH电解液(浓度均为1mol/L)中,5mA/cm2电流密度下,PANi电极比电容分别为404F/g、208F/g和279F/g;如H2SO4浓度升高至2mol/L或6mol/L,比电容明显下降,仅为330F/g或248F/g.

电化学法沉积氧化锌晶须

芦鹏曾, 李素, 贾金乾, 梁镇海,

2011, 17(1): 93-96. doi:10.61558/2993-074X.2823

摘要 ( 4164 )

PDF (1386KB) ( 5678 )

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应用阳极氧化法沉积氧化锌(ZnO)松针状晶须,SEM和XRD观察、表征样品形貌与结构.结果表明,电沉积氧化锌晶须直径为20～50 nm、长度200～300 nm、长径比10～15,纯度高,结晶度好,属六方晶系纤锌矿(JCPDS 36-1451).循环伏安法研究了该氧化锌结晶过程,并考察了电解液的锌酸盐[Zn(OH)4]2-浓度和基底表面氧化膜对晶须生成的影响.

40Ah H_2/Ni空间储能电源充放电特性研究

张海昌, 明文成, 任学颖, 李会娟, 樊红敏, 李立超,

2011, 17(1): 97-101. doi:10.61558/2993-074X.2824

摘要 ( 2811 )

PDF (2445KB) ( 1476 )

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组装40Ah氢镍电池,研究该空间储能电源充放电性能.结果表明,在环境温度0～10℃之间电池放电容量最高(达50A·h),放电过程电池温度升高10℃,过放电后,电池电压降至-0.2V左右,电池温度逐升,过充电时,电池电压先升后降,温度激升;该电池以57%DOD(depth of discharge)充放电,经循环2350次,放电电压仍可稳定于1.2V,电池电性能无减.

循环伏安法测定铁胺络合物还原强度

赖宇坤, 王炜,

2011, 17(1): 102-106. doi:10.61558/2993-074X.2825

摘要 ( 3683 )

PDF (1706KB) ( 1934 )

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研究了以循环伏安法测定铁胺络合物还原强度的准确度及其影响因素,优化阴极电解液(包括硝酸铁、三乙醇胺、氢氧化钠、硝酸钙).实验表明,由循环伏安法测定的铁胺络合物还原强度与浸染染色法测得的比较,前者准确度好、稳定性高,而且操作方便快捷,在电化学还原染色生产和质量控制中具有重要的应用价值.

芦丁碳纳米管修饰玻碳电极电催化氧化肼的研究

张宏芳, 盛庆林, 郑建斌,

2011, 17(1): 107-111. doi:10.61558/2993-074X.2080

摘要 ( 3471 )

PDF (1249KB) ( 1665 )

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应用循环伏安法研究了芦丁碳纳米管修饰玻碳电极(Rt-MWNT/GC)的电化学行为及其对肼的电催化氧化.实验表明,该修饰电极能使肼的氧化电位降至260 mV附近,表现出良好的电催化作用.安培法测得催化电流与肼浓度在2.5×10-6～1.0×10-4 mol·L-1范围内呈线性关系,检出限5×10-7 mol.L-1.

铝箔腐蚀用DSP控制波形可编程变频电源

卓向东,

2011, 17(1): 112-113. doi:10.61558/2993-074X.2826

摘要 ( 2234 )

PDF (1474KB) ( 1314 )

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介绍了用于电解电容器阳极铝箔腐蚀的、基于DSP控制的超低频变频电源.该电源的输出电流、频率稳定,波形输出可由用户编程设置,按用户的参数控制腐蚀过程.

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