电化学（中英文）

第23卷第1期封面和目次

2017, 23(1): 0.

摘要 ( 702 )

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负载型离子液体在C-H键电氧化活化中的应用研究

陈姿颖，武倩倩，张健青，朱英红，马淳安

2017, 23(1): 1-6. doi:10.13208/j.electrochem.160315

摘要 ( 1191 )

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本文将1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体修饰在多壁碳纳米管上，制备出离子液体/碳纳米管复合材料，并研究了对甲氧基甲苯（p-MT）在该复合离子液体水溶液体系中的电氧化性能. 同时，通过循环伏安法和计时电流法考查了扫描速率、温度、反应底物浓度等因素对电氧化性能的影响，研究了p-MT在该体系中的动力学过程. 实验结果表明，p-MT在复合离子液体水溶液体系中发生不可逆的电氧化反应，且该过程受扩散控制，扩散系数为7.69×10^-10 cm²·s^-1. 适当地升高温度和增大反应底物浓度都有利于促进p-MT中C-H键选择性电氧化为相应醛基，选择性可达到95%. 通过在不同结构电解槽中进行恒电位电解研究，发现离子液体/MWCNTs复合电解质在一室型电解槽中进行p-MT电氧化的电解效率更高、对目标产物对甲氧基苯甲醛（p-MBA）的选择性也更好.

玻碳电极表面因瓦合金的电化学成核机理

黄先杰，闫慧，黄帅帅，杨防祖，田中群，周绍民

2017, 23(1): 7-12. doi:10.13208/j.electrochem.160318

摘要 ( 1453 )

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在弱酸性因瓦合金(含镍质量分数为32~36 % 的镍铁合金)镀液中, 以线性扫描伏安法、循环伏安法和恒电位阶跃法对因瓦合金在玻碳电极表面的电沉积过程及其成核机理进行研究. 结果表明, 在该体系下, 因瓦合金在玻碳电极表面的电结晶属于扩散控制下的不可逆电极过程. 运用Scharifker-Hills理论模型(SH)拟合实验数据表明, 因瓦合金在玻碳电极表面的共沉积更加符合三维瞬时成核的成核规律. 运用Heerman-Tarallo理论模型(HT)分析得到因瓦合金在玻碳电极表面的成核生长的动力学参数, 当阶跃电位从-1.11 V变化至-1.17 V (vs SCE), 成核密度数(N₀)由0.72×10⁵ cm^-2提高至1.91×10⁵ cm^-2, 成核速率常数(A)从 40.35 s^-1增至 194.38 s^-1, 扩散系数(D)为(7.67±0.15)×10^-5 cm²•s^-1, 变化不大.

以金属有机骨架材料HKUST-1为模板制备多孔聚苯胺电极及其超级电容器性能研究

栾琼，薛春峰，祝红叶，杨复娟，马旭莉，郝晓刚

2017, 23(1): 13-20. doi:10.13208/j.electrochem.160201

摘要 ( 1240 )

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以涂敷在碳布基体上的金属有机骨架多孔材料HKUST-1为硬模板，使用单极脉冲法沉积聚苯胺制备了具有电活性的多孔复合电极Micro-PANI/CC，同时以空白碳布(Carbon Cloth，CC)为基体制备了聚苯胺电极PANI/CC，并研究、比较了它们的电化学电容器性能. 使用XRD、SEM分析了所得电极的结构，结果显示电极Micro-PANI/CC表面具有大量的纳米孔状结构. 在0.5 mol·L^-1硫酸为电解液的体系中测试了循环伏安、恒电流充放电、阻抗以及稳定性等特性，在扫速为2 mV·s^-1 时，电极Micro-PANI/CC和PANI/CC的比电容分别为895.6 F·g^-1和547.6 F·g^-1，在其它测试条件相同的情况下，前者的比电容保持在后者的1.64倍以上，且具有更好的倍率特性、更低的电阻和较好的稳定性等特点，说明这种以HKUST-1为模板形成的多孔聚苯胺更适于超级电容器电极材料.

Sn掺杂对氧空位型α-Fe₂O₃纳米颗粒光解水性能的影响

王祖华，钮东方，李辉成，杜荣斌，徐衡，张新胜

2017, 23(1): 21-27. doi:10.13208/j.electrochem.160412

摘要 ( 1021 )

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在退火前未抽真空条件下，采用滴涂法在常压氮气氛围中退火制备了含氧空位的α-Fe₂O₃纳米颗粒. 通过在空气和氮气氛围中退火和向前驱体溶液直接加入SnCl₄制备α-Fe₂O₃的方法研究了Sn掺杂对氧空位型α-Fe₂O₃纳米颗粒光催化性能的影响. 结果表明，氮气氛围中退火Sn掺杂得到的α-Fe₂O₃在1.23V vs. RHE时的电流密度分别是氮气氛围中退火未掺杂α-Fe₂O₃的35倍和空气氛围中退火Sn掺杂α-Fe₂O₃的15倍，氮气氛围中退火和掺杂被证明是获得高催化性能必不可少的条件. Mott-Schottky曲线和交流阻抗谱表明，掺杂和氧空位能增大催化剂的载流子浓度的电导率. 在牺牲剂溶液中测试发现，Sn掺杂导致材料的表面反应速率提高是催化剂活性的重要影响因素.

超级电容器用凹凸棒石负载氮掺杂碳＠NiCo₂O₄复合电极材料的制备及其电化学性能研究

万慧, 应宗荣，刘信东，卢建建，张文文

2017, 23(1): 28-35. doi:10.13208/j.electrochem.160523

摘要 ( 1020 )

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通过在凹凸棒石表面原位聚合苯胺制得聚苯胺包覆凹凸棒石，经高温热处理得到凹凸棒石（ATP）负载氮掺杂碳（ANC），然后通过水热-煅烧法在ANC表面负载NiCo₂O₄制得ANC@NiCo₂O₄复合材料. 采用FTIR、XRD、SEM、TEM和BET表征其化学组成和微观结构，通过恒流充放电（GCD）和循环伏安法（CV）测试其电化学性能．结果表明，ANC较高的比表面积和疏松多孔的形貌，使水热NiCo₂O₄颗粒能够均匀分散在其表面，与电解液的接触面积较大，赋予复合材料良好的电化学性能. 复合材料在1 A·g^-1时质量比电容可达945.5 F·g^-1，16 A·g^-1时质量比电容为587.6 F·g^-1，保持率为62.1%，表现出较好的倍率特性．在12 A·g^-1大电流下循环充放电2000次后，质量比电容保持率达74.1%，高于水热纯纳米NiCo₂O₄的48.7%，表明ANC@NiCo₂O₄复合材料具有较好的循环稳定性.

适用于钢筋混凝土腐蚀监测的长效MnO₂参比电极的研制

杨莉，徐兵，王海，董泽华

2017, 23(1): 36-44. doi:10.13208/j.electrochem.160328

摘要 ( 1330 )

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以电解法制备的MnO₂粉体为原料，研制了可用于混凝土环境中的固体MnO₂长效参比电极. 在饱和Ca(OH)₂溶液中近一年的监测数据显示，该参比电极具有较好的电位稳定性和抗干扰能力，其电极电位的漂移< 10 mV. EIS和极化曲线测试结果表明，相对于化学法合成的MnO₂电极，电解法制备的MnO₂参比电极具有较小的内阻、较大的交换电流密度、较强的抗极化能力和较低的温度系数（~ 0.68 mV·°C^-1）. 在硬化砂浆中的长期测试表明，该电极在混凝土中的电极电位基本不受Cl^-、有机胺阻锈剂的影响，能作为埋入式参比电极，满足混凝土中Cl^-浓度、pH值和钢筋半电池电位的长期监测的要求，这对于海洋混凝土工程的耐久性监测具有较高的应用价值.

锐钛矿TiO₂（101）表面电子能带结构的理论研究

赵俊杰，程俊

2017, 23(1): 45-52. doi:10.13208/j.electrochem.160418

摘要 ( 1063 )

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二氧化钛作为一种理想的光催化和光电转换半导体材料，受到了广泛的关注和研究，其表面的电子能带结构作为其本征的化学性质之一，决定着表面上氧化还原反应发生的可能性. 对二氧化钛表面电子能带结构进行深入研究对于我们从微观上认识并改良二氧化钛这一光电催化材料，以及进一步开发利用更好的光催化材料都具有非常好的指导意义. 本论文采用密度泛函理论，计算研究了锐钛矿TiO₂（101）表面的电子能带结构，并通过与金红石TiO₂（110）晶面的对比，系统分析了两个表面电子能带结构的不同以及水分子的溶剂化作用对电子能带结构的影响.

基于WS₂量子点材料固定葡萄糖氧化酶的直接电化学及其生物传感研究

李晨露，彭花萍，黄种南，盛依伦，吴佩文，林新华

2017, 23(1): 53-58. doi:10.13208/j.electrochem.160829

摘要 ( 1040 )

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采用水热法制备水溶性WS₂量子点（WS₂QDs）材料，并将该材料进一步用于葡萄糖氧化酶（GOx）的有效固定，构建GOx/W₂QDs/GCE传感界面. 采用透射电镜、紫外-可见光谱和电化学等方法对材料的形貌、GOx的固定化过程，以及传感器的直接电化学和电催化性能进行了表征. 结果表明，WS₂QDs材料能够有效促进GOx与电极之间的直接电子转移. 并且，基于该传感器对葡萄糖良好的电催化作用，该方法有效实现了对葡萄糖的高灵敏检测，其线性范围为25 ~ 100 μmol·L^-1和100 ~ 600 μmol·L^-1，检测限为5.0 μmol·L^-1（S/N=3）. 该传感器具有良好的选择性、重现性和稳定性，可用于实际样品血糖的分析测定.

哌啶型离子液体混合电解液在Li/LiCoO₂电池中的性能研究

程琥, 聂晓燕, 申叶丹,

2017, 23(1): 59-63. doi:10.13208/j.electrochem.160218

摘要 ( 1124 )

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合成并考察了N-甲基-N-乙（丙,丁）基哌啶-二( 三氟甲基磺酰) 亚胺三种离子液体( PP12（3,4）TFSI )作为电解液添加剂的影响. 使用热分析和电化学技术研究了离子液体混合电解液的热稳定性和电化学性能.实验表明，哌啶型离子液体可以提高有机电解液的热稳定性，并且侧链的长短对 LiCoO₂ 电极的电化学性能有重要的影响.当以PP13TFSI配成的混合电解液，在3.0~4.35 V之间、电流密度为150 mA•g^-1时， LiCoO₂电极的首次放电容量为156.6 mAh•g^-1，200周循环后容量为133.9 mAh•g^-1，容量保持率为85.5%，远远优于在传统有机电解液中的循环性能.

压力对带有pH值可调聚电解质刷的仿生纳米孔中离子选择性的影响

单惠霞，曾振平，叶礼贤，束峰

2017, 23(1): 64-71. doi:10.13208/j.electrochem.160104

摘要 ( 993 )

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具有pH值可调聚电解质（Polyelectrolyte，PE）刷的合成纳米孔的仿生离子通道在纳米尺度下离子、流体和生物粒子的主动运输控制方面具有重大应用潜力. 离子选择性是纳流体设备中离子传输的重要现象，具有很大的现实意义和实用价值. 本文提出了施加压力控制纳米孔中离子选择度的方法，综合研究了溶液pH值、浓度、外加电压和压力对离子选择度的影响. 仿真结果表明，离子选择度对压力的刺激是敏感的，且不像电压对离子选择度的影响会受到溶液pH值和浓度的制约，且方向不定，速度不可控；压力对离子选择度的影响不受溶液性质制约，并且灵活可控. 该结果对设计带pH值可调聚电解质刷的纳米孔有重要的启发作用.

H型电解池中CO₂电化学还原的阳极电解液问题

张瑞，吕伟欣，雷立旭

2017, 23(1): 72-79. doi:10.13208/j.electrochem.160121

摘要 ( 1474 )

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采用自制的H型电解池开展了KHCO₃溶液中电化学还原CO₂制甲酸的研究. 研究发现，在电解池中长时间电解时阴阳两极间的电压（槽电压）会持续升高，导致电解过程不可持续. 经过恒电位电解、恒电流电解、pH测试以及电解前后阳极室KHCO₃浓度分析等实验研究，作者发现，这是由以下过程引起的：阳极上的析氧反应产生的H⁺与电解液中的HCO₃^-反应生成水和CO₂，导致阳极室的HCO₃^-的消耗，之后阳极室的K⁺被迫扩散进入阴极室而导致阳极室电解质浓度下降. 因此，阳极室电解液导电性下降，进而引起阳极电位的升高. 研究发现，阳极电解液具有碱性时，都可能发生此种现象，因此，为了保证电解过程可持续且保持高的能量转换效率，阳极液的电解质不能是任何具有碱性的物质.

阻燃剂对5Ah锂离子软包电池倍率性能和安全性能的影响研究

吕艳卓，王霄鹤，秦一鸣，王振波，柯克

2017, 23(1): 80-85. doi:10.13208/j.electrochem.160119

摘要 ( 1018 )

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在电解液中加入不同含量(5 %，10 %，20 %)的阻燃剂，研究了其对LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4 O₂三元材料作为正极材料组装的5 Ah锂离子软包电池的倍率性能、过充性能和短路性能的影响. 实验结果表明，电解液中5 %体积含量的阻燃剂使软包电池在1C和2C放电时，具有最好的倍率性能；当阻燃剂的体积含量提升到20 %，在过充时，电池表面温度升高的最少；在短路实验时，电池不起火、不爆炸.

锂硫电池用碳化钛涂层隔膜性能探究

方建华，曹勇，杨茂萍，郑明森，董全峰

2017, 23(1): 86-90. doi:10.13208/j.electrochem.160606

摘要 ( 1044 )

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为提高锂硫电池的比容量和循环性能，本文使用纳米碳化钛（TiC）作为涂层制备得到TiC/Celgard涂层隔膜，并探究其对锂硫电池性能的影响. 电化学性能测试结果表明，涂层隔膜能有效提高电池在不同倍率下的比容量以及电池的循环性能，在2C倍率下仍表现出650 mAh·g-1的比容量，0.5C循环100周容量仍能保持在843.1 mAh·g-1.

金刚烷双席夫碱镍配合物/氧化石墨烯/玻碳电极检测胭脂红的研究

郭鹏, 刘峥,李海莹, 马丽明

2017, 23(1): 91-98. doi:10.13208/j.electrochem.160210

摘要 ( 1292 )

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使用嵌入法和电沉积法制备了双席夫碱镍配合物/氧化石墨烯/玻碳电极，用于定量检测胭脂红含量. 通过循环伏安法、电流计时法和扫描电镜等技术对修饰电极的电化学性能和形貌进行表征，结果表明，金刚烷双席夫碱镍配合物/氧化石墨烯/玻碳电极对胭脂红氧化反应具有较高的电催化活性，提供了一种简便快捷、重现性好的检测胭脂红含量的新方法.

近期热点文章

庄林

2017, 23(1): 99-100. doi:10.13208/j.electrochem.160573

摘要 ( 602 )

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