电化学（中英文）

单壁碳纳米角电化学应用

李素萍，关怀民，朱树芸，GILANI Muhammad Rehan Hassan Shah，HANIF Saima，徐国宝*，童跃进*

2014, 20(6): 501-505. doi:10.13208/j.electrochem.140433

摘要 ( 1832 )

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单壁碳纳米角具有独特的性质，如大的比表面积、良好的导电性和生物相容性等，在某些领域应用广泛. 本文结合作者课题组工作，综述了单壁碳纳米角电化学应用现状，并展望其今后的发展趋势.

电化学发光成像技术及其在阵列传感分析和潜在指纹成像分析中的应用

周镇宇，许林茹，苏彬*

2014, 20(6): 506-514. doi:10.13208/j.electrochem.140435

摘要 ( 2164 )

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电化学发光成像技术作为一种新的生化分析手段，具有设备简单、反应可控、多信息化和可视化等优点. 目前，该技术已被用于便携式、微型化、高通量的电化学发光传感器中，并取得了一系列创新性成果. 本文结合作者课题组的研究进展，简要介绍了电化学发光成像技术在阵列传感分析和潜在指纹检测中的应用，并尝试着展望了今后的发展趋势.

酶法合成的葡萄糖氧化酶-纳米金复合物的直接电化学与生物传感

何芳，覃晓丽，傅迎春，陈超，谢青季*，姚守拙

2014, 20(6): 515-520. doi:10.13208/j.electrochem.140434

摘要 ( 2305 )

PDF (1101KB) ( 1186 )

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将NaAuCl₄、葡萄糖氧化酶（GOx）和葡萄糖混合，借一步酶促反应制得吸附GOx的金纳米颗粒（AuNPs），再通过滴干修饰法研制了Nafion/GOx-AuNPs修饰的玻碳（GC）电极，并考察了该酶电极上GOx的直接电化学和生物传感性能. 这种酶法合成的GOx-AuNPs复合物有良好的酶直接电化学活性，也保持了GOx的生物活性，似可归因于酶法合成的纳米金更接近酶氧化还原活性中心的缘故. 该酶电极在-0.4 V（vs. SCE）电位下，其稳态电流下降与葡萄糖浓度（0.5 4 mmol·L^-1）成正比，检测下限0.2 mol·L^-1.

表面分子印迹磁性纳米粒子的制备及其血红蛋白传感应用

黄春芳，姚桂红，邱建丁*

2014, 20(6): 521-526. doi:10.13208/j.electrochem.140437

摘要 ( 2315 )

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以Fe₃O₄磁性纳米粒子为载体、多巴胺（DA）为功能单体、血红蛋白（Hb）为模板分子，用氯铂酸氧化DA生成聚多巴胺（PDA），同时氯铂酸还原为铂纳米粒子（PtNPs），与Hb一起负载于Fe₃O₄纳米粒子表面，洗脱Hb后合成了表面分子印迹磁性纳米粒子（印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs）. 将印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs修饰于磁性玻碳基底表面，制得印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs修饰电极. 实验结果表明，印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs具有良好的水溶性，粒径分布均匀，生成的PtNPs具有良好的导电性和刚性. 用印迹Fe₃O₄/PDA-PtNPs构建的传感器对Hb具有良好的识别性，在0.14 ~ 2.7 μg·mL^-1 Hb浓度范围与交流阻抗变化值呈良好的线性关系，检出限（S/N=3）为0.05 μg·mL^-1.

酶放大DNA电化学传感器的研究进展

林春水，王翊如，陈曦*

2014, 20(6): 527-532. doi:10.13208/j.electrochem.140431

摘要 ( 2037 )

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DNA电化学传感器灵敏度高、选择性好、分析时间短和检测成本低，极大地推动了生物传感器的发展. 结合蛋白质酶、功能核酸酶的催化效率高与特异性好，可提高检测灵敏度和选择性. 本文评述了酶放大DNA电化学传感器的研究进展，并分析现存问题，展望发展趋势.

生物醌分子伏安响应的多电子转移辨析

周浩，龙亿涛*

2014, 20(6): 533-537. doi:10.13208/j.electrochem.140432

摘要 ( 1704 )

PDF (1190KB) ( 1334 )

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电化学反应中，一个基元电子转移反应仅对应一个电子交换，实际上多电子转移反应也涉及对应数目的单电子转移步骤，分离、辨析每个电子基元反应的氧化还原峰电位十分重要. 本文以辅酶Q₀（CoQ₀）、亚甲基桥连双辅酶Q₀（Bis-CoQ₀）为模型，采用循环伏安和方波伏安技术研究其电化学特性，提出了一种应用于多电子转移体系、分析单个电子转移电位的方法. 实验表明，CoQ₀经历两步单电子还原反应；Bis-CoQ₀中两个醌单元发生强电子相互作用，电极过程为4电子多步转移. 对于表观上的4电子“三步”转移反应，拟用Lorentzian-Gaussian分峰拟合CoQ₀和Bis-CoQ₀体系方波伏安响应曲线，分别获取每个电子转移步骤的电位，进一步证明Bis-CoQ₀经历四分步单电子转移反应，为热力学研究提供更多信息.

Nafion/硫堇/铂纳米线复合电极的葡萄糖电催化活性

林玉萍，林幼秀，周倩，唐点平*

2014, 20(6): 538-541. doi:10.13208/j.electrochem.140436

摘要 ( 1905 )

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利用吸附在玻碳基底Nafion膜的负电性磺酸基与正电荷硫堇（Thi）相互作用，将电子媒介体固定电极表面，通过铂纳米线（PtNW）与硫堇间的键合作用及铂纳米线强吸附效应把葡萄糖氧化酶（GOD）固定于玻碳基底上，制得高灵敏电流型葡萄糖生物传感电极. 通过循环伏安法考察了电极的电化学特性，研究了该铂纳米线生物传感电极的葡萄糖电催化性能. 结果表明，该传感电极对葡萄糖有良好的电催化活性，线性响应范围1.0 × 10^-5 ~ 6.0 × 10^-3 mol·L^-1，检测限3.0 × 10^-6 mol·L^-1. 该传感电极制备简单、灵敏度高、重现性好.

喷雾干燥-高温烧结的NaMnPO₄制备及其电化学性能

林晓琛，吴晓彪，侯旭，杨勇*

2014, 20(6): 542-546. doi:10.13208/j.electrochem.140416

摘要 ( 2002 )

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采用喷雾干燥制备前驱体，经高温烧结制得有电化学活性的钠离子电池NaMnPO₄正极材料. X射线衍射分析（XRD）证明，合成的NaMnPO₄材料系正交晶系、Pmnb空间群的磷钠锰矿（Natrophilite）型材料. 扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）结果显示，喷雾干燥得到的前驱体为空心球粒子，经高温烧结后，该材料由粒径几十纳米的NaMnPO₄纳米晶一次颗粒及无定形碳网络结构相互连接组成的微米级二次颗粒构成. 电化学测试表明，NaMnPO₄/C复合结构显著改善了材料的离子电导与电子电导，首次报道电流密度为7.75 mA·g^-1、电压范围为1.0 ~ 4.5 V (vs. Na⁺/Na)时，钠离子电池NaMnPO₄正极材料的可逆放电比容量达90 mAh·g^-1.

密度泛函理论方法研究锂离子电池电解液体系分子-离子结构

邢丽丹*，杨茹，唐贤文，黄文娜，刘其峰，余启鹏，李伟善*

2014, 20(6): 547-552. doi:10.13208/j.electrochem.140418

摘要 ( 1837 )

PDF (1477KB) ( 1615 )

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采用密度泛函理论方法，研究锂离子电池碳酸丙烯酯（PC）基电解液体系中锂盐离子与溶剂分子静电相互作用形成的可能结构. 计算结果表明，电解液中溶剂分子-离子的结构取决于体系的溶剂分子数. 在PC基电解液，Li⁺最多只能与4个PC溶剂分子相结合，锂盐阴离子与带正电的PC分子烷基基团相结合，而不以自由离子形式存在. 本文的计算结果能很好地解释文献报道的实验结果.

影响热还原氧化石墨烯超级电容器性能的因素比较

肖鹏，王大辉*，郎俊伟*

2014, 20(6): 553-562. doi:10.13208/j.electrochem.140213

摘要 ( 2174 )

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通过改进的Hummer法制得氧化石墨烯，并在不同温度的氩气气氛中还原得到一系列热还原氧化石墨烯（T-RGO）. 电化学测试表明，T-RGO作为超级电容器电极材料时，良好的导电性是必需的，但石墨烯表面含氧官能团对其电容性能的影响要远大于导电性和比表面积的影响，900 °C还原的T-RGO比表面积为314 m²·g^-1电导率为2421 S·m^-1，但其容量只有56 F·g^-1，然而300 °C还原的T-RGO比表面积为18.8 m²·g^-1电导率为574 S·m^-1，其容量却达到281 F·g^-1. 材料表征分析表明，300 °C 还原的石墨烯之所以有更高的电容，是因为除双电层电容外，更多的是由其表面含氧官能团提供的赝电容，这使作者以后在设计制备超级电容器等储能设备用石墨烯基电极材料时更加有针对性.

单极脉冲一步合成聚苯胺/铁氰化镍杂化膜及其过氧化氢电催化还原活性

廖森梁，李修敏，郝晓刚*，王艳红，薛春峰*，王永洪

2014, 20(6): 563-570. doi:10.13208/j.electrochem.140311

摘要 ( 2024 )

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采用单极脉冲法在铂基体表面一步合成聚苯胺/铁氰化镍 (PANI/NiHCF) 有机-无机杂化膜，并分析了杂化膜高电势静电吸引沉积机理. 高电压聚合杂化膜避免了Fe(CN)₆^3-的还原，并形成单一“不可溶”结构NiHCF. 用扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）和傅立叶变换红外（FT-IR）光谱研究了杂化膜表面形貌及组成，并考察了不同单极脉冲电压制得杂化膜的电化学性能. 结果表明，单极脉冲电压1.0 V制得的PANI/NiHCF杂化膜有最佳的电活性和良好的稳定性. 使用计时电流法考察了杂化膜电极的过氧化氢（H₂O₂）的电催化还原活性，在0.5 mol·L^-1 KCl + 0.5 mol·L^-1 HCl电解液中，PANI/NiHCF杂化膜电极过氧化氢催化还原电流与其浓度（4.0×10^-4 ~ 1.6×10^-2 mol·L^-1）呈良好的线性关系，相关性系数R = 0.9991，检出限为6.09×10-5 mol·L-1，灵敏度为1075 mA·(mol·L-1)-1·cm-2.

Pt纳米空球粒径的可控制备及其甲醇电催化氧化

林旋，程美琴，商中瑾，熊婷，张贤土，田伟，林剑云，钟起玲*，任斌

2014, 20(6): 571-575. doi:10.13208/j.electrochem.140318

摘要 ( 1713 )

PDF (994KB) ( 923 )

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利用表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDSN）的调控合成不同粒径的硒模板和铂纳米空球（Pthollow），并将其修饰于玻碳（GC）基底即可制得Pthollow/GC电极；采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）和X射线光电子能谱等观察表征了Pthollow样品的形貌与组成；以甲醇为探针分子，研究Pthollow/GC和电沉积铂电极（Ptnano/GC）对甲醇氧化的电催化活性. 结果表明，由铂原子簇团构筑的多孔铂纳米空球粒径均匀，分散性好；用4 μmol·L^-1 SDSN控制合成的直径为130 nm的Pthollow制备的Pthollow/GC电极对甲醇氧化的电催化活性最佳.

酸性化学镀镍磷合金的动力学机理

谢治辉*, 余刚*

2014, 20(6): 576-581. doi:10.13208/j.electrochem.140321

摘要 ( 1486 )

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通过极化曲线研究了3种不同溶液（阴极液、阳极液和完整镀液）的电化学行为，测定了主盐、还原剂浓度以及镀液pH和体系温度对化学镀镍沉积速率的影响. 与直接在镁合金上化学镀镍并使用重量分析法得到的沉积速率相比较发现，完整镀液体系的极化曲线才能真实地反映化学镀镍的沉积过程，其过程不能简单视为由彼此完全独立毫无关联的阴阳极半反应构成. 根据Butler-Volmer公式，本化学镀液体系的化学镀镍过程属混合控制，其表观反应活化能为42.89 kJ·mol^-1.

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