电化学（中英文）

生物电化学仪器的发展现状与展望

胡仁, 朴春晖, 林昌健, 詹东平, 任斌, Christian AMATORE, 田中群

2013, 19(2): 97-102. doi:10.61558/2993-074X.2103

摘要 ( 1903 )

PDF (8129KB) ( 5114 )

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电荷传递是生命运动的基本过程之一，电化学方法在生命科学中的应用为相关生命现象的研究提供了一个有效而独特的物理化学视角，并带来超出常规生物学检测的丰富信息.随着生物电化学研究的不断扩展和深化，已从早期的生物分子电化学研究深入向活体、活细胞、单活细胞水平甚至活细胞中单生物分子水平发展，研究者对仪器设备性能如灵敏度、分辨率（时间分辨、空间分辨和能量分辨）和操作性等提出了越来越高的要求.本文综述了生物电化学仪器在应用领域和研究领域的现状，重点介绍单细胞电化学检测系统的构建，并初步探讨国内生物电化学研究仪器的发展趋势.

基于量子点的电致化学发光免疫传感器研究进展

李玲玲, 卢倩, 朱俊杰

2013, 19(2): 103-109. doi:10.61558/2993-074X.2941

摘要 ( 3900 )

PDF (7393KB) ( 3552 )

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电致化学发光集成了发光和电化学分析的优点，在生物传感分析方面具有广泛的应用前景.量子点因其独特的性质成为电致化学发光的三大发光体系之一.本文综述了近年来基于量子点的电致化学发光免疫传感器的种类及其信号放大技术，并就相关研究发展方向和趋势作了初步展望.

浅析SOFC性能衰减的材料因素

高克卿, 刘晓天, 赵二庆, 樊丽权, 熊岳平

2013, 19(2): 110-114. doi:10.61558/2993-074X.2942

摘要 ( 2820 )

PDF (8090KB) ( 2478 )

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从SOFC工作状态出发，分析了材料在氧化还原气氛中的固-气界面化学稳定性、材料间固-固界面的扩散与相互反应的特性以及外部化学物质的介入对三相界面反应等方面因素对电池性能可能产生的影响.故我国应注重探究实用的SOFC电池性能衰减材料因素.

PdCu合金纳米晶体的制备和电催化活性研究

武海滨, 张瑞中, 陈卫

2013, 19(2): 115-119. doi:10.61558/2993-074X.2943

摘要 ( 4218 )

PDF (2120KB) ( 2519 )

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改变表面活性剂1-十八烯（ODE）和油胺（OLA）或油酸（OA）的配比，以1,2-二羟基十六烷二醇作还原剂同时还原乙酰丙酮铜Cu(acac)2和乙酰丙酮钯Pd(acac)2一步法制备了单分散的球形和米花形的PdCu纳米粒子.透射电子显微镜和XRD等结构表征表明，两种形状的PdCu纳米粒子均为（111）面占优的合金纳米晶体，其平均粒径分别为12.7 ± 0.18 和 20.4 ± 0.31 nm.电化学循环伏安法（CV）测定了两种PdCu合金纳米粒子对甲酸氧化的电催化活性.结果表明，在球形PdCu纳米粒子上得到的甲酸氧化峰电流密度约为米花状纳米粒子（PdCu-B）上的5.6倍.同时，前者显示出了更好的抗CO毒化能力.计时电流测量也表明，球状PdCu纳米粒子比米花状纳米粒子有更好的电催化稳定性能.

O-掺杂石墨电极VO²⁺/VO₂⁺电对反应活性研究

张焕, 秦琳琳, 施一宁, 郑明森, 董全峰, 田昭武

2013, 19(2): 120-124. doi:10.61558/2993-074X.2944

摘要 ( 2705 )

PDF (4804KB) ( 2174 )

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采用氧气等离子体处理石墨电极表面，实现氧及含氧官能团的掺杂，以改善VO²⁺/VO₂⁺电对的反应活性. FT-IR和EDS测试结果表明，氧气等离子体处理石墨表面引入了含氧官能团，从而提高了VO²⁺/VO₂⁺电对的电化学活性. 在本文实验条件下20 min等离子体处理的电极活性最好，8 mA cm^-2电流密度恒流充放电，石墨电极VO2+/VO2+电对库仑效率达到91%，比未处理电极的库仑效率提高了19%.

FeCo合金纳米电催化剂制备及其性能研究

李明轩, 欧洁连, 陈声培, 王鹏, 许斌斌, 孙世刚

2013, 19(2): 125-129. doi:10.61558/2993-074X.3366

摘要 ( 3927 )

PDF (4067KB) ( 2369 )

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运用电化学电位阶跃技术，在玻碳基底上制得FeCo合金纳米电催化剂（FeCo/GC）.XRD、SEM和TEM表征结果显示，合成的FeCo合金纳米粒子为单晶，呈立方体形貌，分布较均一，平均粒径65 nm，Fe和Co原子百分比约1:1.电化学测试结果表明，FeCo/GC具有比Fe/GC更高的电催化活性，对亚硝酸盐还原的活性是Fe/GC的4.7倍.FeCo/GC对氧还原也表现出优异的催化性能.

多级树状纳米结构聚苯胺的电化学制备

翁少煌, 周剑章, 林仲华, 林新华

2013, 19(2): 130-134. doi:10.61558/2993-074X.2945

摘要 ( 3149 )

PDF (5900KB) ( 2035 )

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建立一种无模板的恒电位电聚合方法，可在室温下制备对甲基苯磺酸（p-TSA）掺杂的多级树状纳米结构聚苯胺（PANI）.根据电聚合曲线分析了PANI的聚合机理.扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）观察表明制备的PANI具有均匀的多级树状纳米结构.紫外可见吸收光谱（UV-Vis）和红外光谱（FTIR）则显示所制备的PANI为掺杂态.该电沉积方法具有简便、易操作的特点，还可应用于其他纳米结构导电聚合物的可控制备.

纯相Li₄Ti₅O₁₂水热合成及其电化学性能

谢文俊, 何雨石, 王红, 廖小珍, 马紫峰

2013, 19(2): 135-140. doi:10.61558/2993-074X.2104

摘要 ( 3558 )

PDF (10576KB) ( 4667 )

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以纳米级锐钛矿型二氧化钛（TiO₂）和氢氧化锂（LiOH）为原料，利用水热法合成了尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂材料，并研究了LiOH浓度、水热反应时间及热处理温度对Li₄Ti₅O₁₂样品结构和电化学性能的影响，分析了Li₄Ti₅O₁₂的形成过程. 采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）分析样品材料结构，观察材料形貌. 结果表明，LiOH浓度0.2 mol.L^-1、水热反应时间12 h及煅烧温度700 ^oC可得到纯相尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂，该样品1C倍率放电比容量为146.3 mAh.g^-1，40C高倍率其放电比容量仍有101.3 mAh.g^-1.

Ce³⁺/Ce⁴⁺电对在硫酸和甲磺酸介质中电化学性能的差异

李照华, 褚有群, 马淳安

2013, 19(2): 141-145. doi:10.61558/2993-074X.2105

摘要 ( 2236 )

PDF (766KB) ( 1971 )

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采用循环伏安法和线性扫描法研究了硫酸和甲磺酸介质中Ce³⁺/Ce⁴⁺在Pt旋转圆盘电极（RDE）上的电化学性能，初步探索了Ce³⁺/Ce⁴⁺的络合行为，考察了Ce³⁺反应的交换电流密度、扩散系数以及反应速率常数，比较了两种酸介质中Ce³⁺在Pt电极氧化的活化能. 结果表明，硫酸介质中以Ce⁴⁺的络合为主，其平衡电位负移；甲磺酸介质中以Ce³⁺的络合为主，其平衡电位正移. 硫酸介质中Pt电极上Ce³⁺更容易氧化为Ce⁴⁺, 硫酸铈(III)的电氧化对温度更为敏感.

水溶-蒸发法制备LiFePO₄/C及电化学性能研究

古宁宇, 何兴华, 李洋

2013, 19(2): 146-150. doi:10.61558/2993-074X.2106

摘要 ( 2283 )

PDF (9034KB) ( 1335 )

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由LiH₂PO₄和FeC₂O₄.2H₂O作原料、柠檬酸为碳源，用水溶-蒸发法制备了LiFePO₄/C正极样品. 采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析、观察样品. 用充放电曲线和电化学交流阻抗（EIS）谱图测试LiFePO₄/C电极. 结果表明，700 ^oC焙烧的LiFePO₄/C样品（碳量3.03%，by mass）结晶度高，无杂相，颗粒粒径100 nm，其表面包覆约5 nm碳层. 该电极0.5C、2C、5C和10C（1C = 170 mA.g^-1）倍率放电其比容量分别为148.2 mAh.g^-1、142.4 mAh.g^-1、127.4 mAh.g^-1和108.5 mAh.g^-1，循环寿命曲线稳定.

超薄纳米多孔金膜的制备及其局域表面等离子体效应研究

冯时, 陈述, 杨青, 向娟

2013, 19(2): 151-154. doi:10.61558/2993-074X.2107

摘要 ( 1950 )

PDF (837KB) ( 1449 )

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采用电化学去合金法制得50 nm的超薄纳米多孔金膜（Nanoporous Gold Film，NPGF），其表面粗糙度可预估NPGF的表面形貌. SEM表征证实，在扫描下限大于-0.1 V时，控制伏安扫描的循环周数可获得不同粗糙度的NPGF. 利用反射紫外可见光谱研究了NPGF的局域表面等离子体效应（LSPR）. 结果显示，NPGF在450 nm处的LSPR效应受其表面粗糙度影响，在优化的粗糙度下，NPGF的局域表面等离子体效应可实现乙二醇溶液浓度的定量检测.

CuF₂/MoO₃/C复合正极的电化学阻抗谱研究

史月丽, 吴楠, 沈明芳, 董佳群, 庄全超, 江利

2013, 19(2): 155-163. doi:10.61558/2993-074X.2108

摘要 ( 2293 )

PDF (5864KB) ( 2209 )

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采用球磨方法制备了CuF₂/MoO₃/C复合材料电极，利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、恒流充放电、循环伏安（CV）和电化学阻抗谱（EIS）等方法表征与观察复合材料的结构与形貌，测试了电极的电化学性能. 结果表明，球磨CuF₂和MoO₃晶粒的尺寸为200 ～ 300 nm. CuF₂/MoO₃/C复合电极10 mA?g-1电流密度首次放电容量为647 mAh.g^-1，但随之复合材料循环寿命迅速衰减.循环伏安曲线首次放电，2.2 V左右出现了一个还原峰，第2、3周期该还原峰电位升至3.2 V左右. CuF₂/MoO₃/C复合电极的Nyquist图由高、中频区两个半圆串接和一条斜线组成. 放电过程，高频区半圆相应于锂离子扩散多层SEI膜，还与电极材料与集流体的接触有关. 中频区半圆与CuF₂和MoO₃及C的肖特基接触有关. 低频区斜线反映扩散传递过程. CuF₂/MoO₃/C电极电荷传递阻力较大，这可能也是CuF₂/MoO₃/C电极容量较快衰减的原因.

Pt/PMo₁₂/PEDOT/GC电极的制备及其甲醇电氧化性能

马静华, 王睿翔, 谭一良, 王珊珊, 张艳勤, 樊友军

2013, 19(2): 164-168. doi:10.61558/2993-074X.2109

摘要 ( 2843 )

PDF (2310KB) ( 1778 )

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将磷钼酸（PMo₁₂）修饰到电化学聚合制得的聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）（PEDOT/GC）膜表面（PMo₁₂/PEDOT/GC），随后电沉积Pt得Pt/PMo₁₂/PEDOT/GC电极. 研究了PMo₁₂和PEDOT对电极氧化甲醇性能的影响. 结果表明，PMo₁₂改变了电极上负载Pt的形态和结构，导致Pt纳米结构边缘产生尖锐的刺状结构. Pt/PMo₁₂/PEDOT/GC和Pt/PEDOT/GC电极有较好的甲醇氧化电催化活性，而前者尤佳. PEDOT不仅提高甲醇氧化的电流，还使甲醇的起始氧化电位负移. 进一步修饰PMo₁₂后，可明显增大甲醇氧化的电流.

锂离子电池碳包覆锡负极性能研究

刘贵昌, 申晓晓, 王立达

2013, 19(2): 169-173. doi:10.61558/2993-074X.2946

摘要 ( 3092 )

PDF (5557KB) ( 1613 )

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应用水热法分解葡萄糖制作锂离子电池碳包覆锡负极. 充放电测试表明，添加5%（by mass）乙炔黑导电剂的该电极初始放电比容量达967 mAh.g^-1，经50周循环其放电比容量仍保持362 mAh.g^-1，远高于锡电极的比容量（50周循环166 mAh.g^-1）. 碳包覆可防止锡粉团聚，降低锡的不可逆容量损失. 而添加乙炔黑可降低碳包覆电极与电解液间的交流阻抗，改善电极内部锂离子及电子的传导通道，从而也提高了该电极的初始放电比容量.

钙钛矿La_1-xSr_xCoO₃的电化学电容性能

徐暘, 包彦彦, 杜龙飞, 曹殿学, 王贵领

2013, 19(2): 174-177. doi:10.61558/2993-074X.2110

摘要 ( 2039 )

PDF (6378KB) ( 1611 )

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以溶胶-凝胶法制备La_1-xSr_xCoO₃(x = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8)电极材料，XRD表征证明所得产物属钙钛矿相. 由循环伏安和充放电曲线测试了La_1-xSr_xCoO₃在碱性介质中的电化学电容性能. 结果表明，La_0.6Sr_0.4CoO₃电极10 mA.cm^-2电流密度的放电比电容为325 F.g^-1，500周期循环后其比电容仍保持于315 F.g^-1，比电容保持率97.0%.

电化学电容器氮化钒负极材料性能研究

高兆辉, 张浩, 曹高萍, 韩敏芳, 杨裕生

2013, 19(2): 178-183. doi:10.61558/2993-074X.2947

摘要 ( 3002 )

PDF (14141KB) ( 10816 )

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利用高温氨解还原氧化钒（V₂O₅）制备了氮化钒（VN）纳米材料. 采用XRD、SEM与TEM观察分析样品的结构和形貌，采用氮气吸附、循环伏安曲线以及恒流充放电曲线测试样品的比表面积、孔径分布和电极电化学性能. 结果表明，VN样品属于立方晶系（Fm3m [225]），其大小均一，近似球形，氨解时间的加长（12 h），小颗粒间相互交联可形成一定的介孔. 50 mA?g-1电流密度下VN-c电极的比电容能达到192 F.g-¹，1000周期循环其比电容仍有150 F.g^-1，同时具有双电层电容性能和氧化还原反应的准电容性能.

PAni/Si/G/C复合材料的制备及电化学性能

张光辉, 沈培康, 桑革, 熊仁金

2013, 19(2): 184-188. doi:10.61558/2993-074X.2111

摘要 ( 2550 )

PDF (2144KB) ( 1277 )

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通过球磨及高温固相法制得了Si/C复合材料，并氧化合成聚苯胺包覆于硅碳复合材料的表面. 采用XRD、SEM、红外和热重分析观察复合材料形貌、分析样品结构，循环伏安法和充放电测试表征PAni/Si/G/C电极电化学性能. 结果表明，PAni/Si/C复合材料表面覆盖了较为完整的片层状结构的聚苯胺膜，可逆容量高达784 mAh.g^-1，50次周期循环后，嵌锂容量保持在690 mAh?g-1.

壳聚糖单体溶胶凝胶煅烧合成LiFePO₄/C正极

徐嘉, 王艳艳, 王蕊, 王博, 潘越, 曹殿学, 王贵领

2013, 19(2): 189-192. doi:10.61558/2993-074X.2112

摘要 ( 2648 )

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本文以壳聚糖单体为碳源兼凝胶剂，利用溶胶-凝胶煅烧合成了锂离子电池LiFePO₄/C正极材料，使用XRD和SEM对合成的材料进行表征. 用恒电流充放电测试了LiFePO₄/C电极的电化学性能，当壳聚糖单体与LiFePO4摩尔比为1:1.2时，600 ^oC煅烧的LiFePO4/C电极性能最佳，其粒径分布均匀（200 ～ 400 nm），该电极0.2C倍率放电比容量为155 mAh.g^-1，30周期循环放电比容量仍保持152 mAh.g^-1，库仑效率为97.9 %.

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庄林

2013, 19(2): 193-194.

摘要 ( 1158 )

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