论文部分内容阅读
多金属氧酸盐(POMs)由于能发生可逆的、分步的、多个电子的氧化还原过程,因而具有良好的电催化活性,是一类性能优异的催化剂。但是由于多金属氧酸盐在研究体系中存在着不稳定,易溶于水等缺点,导致用传统的方法制备的基于多金属氧酸盐的化学修饰电极的稳定性差以及重复使用率低。亚甲基蓝类有机染料不仅带有正电荷而且含有大的共轭体系,与多酸离子形成的有机无机杂化物是一类性质优异的电荷转移盐,该类有机无机杂化物具有良好的稳定性以及不溶于水的特点,克服了多酸离子在反应体系中不稳定的缺点。同时化学修饰碳糊电极(CMCPE)作为一类新的修饰方法具有制备方法简单、应用范围广、表面更新容易、使用寿命长等优点,能提高电极的重复使用率。本文采用传统的溶液合成方法,合成了六个稳定的不溶于水的基于有机染料(亚甲基蓝和新亚甲基蓝)和Keggin型多金属氧酸盐的有机无机杂化材料。对这六种化合物分别进行了红外光谱、元素分析以及固态漫反射光谱的表征。基于亚甲基蓝和POMs的有机无机杂化物：[C16H18N3S]4[PMo12O40]·2DMF·H2O(1)[C16H18N3S]4[SiMo12O40](2)[C16H18N3S]4[GeMo12O40](3)基于新亚甲基蓝和POMs的有机无机杂化物：[C18H22N3S]4[PMo12O40](4)[C18H22N3S]4[SiMo12O40](5)[C18H22N3S]4[GeMo12O40](6)将这六个有机无机杂化材料分别作为化学修饰剂,制备了六个化学修饰碳糊电极。并在1mol/LH2SO4的溶液中,研究了这些碳糊电极的循环伏安行为,发现每个电极都存在着三对连续的可逆的两电子氧化还原峰。该类电极在经历500圈的循环后,仍然很稳定。而且将使用过的电极从管中挤出一点碳糊,重新打磨,其电催化性能仍保持不变,重复使用率高。研究并比较了该类电极在1mol/LH2SO4的溶液中对氯酸钾、溴酸钾、亚硝酸根离子和过氧化氢的电催化作用。发现Keggin型多酸的电催化性能的强弱顺序为：[PMo12O40]4->[SiMo12O40]4->[GeMo12O40]4-。将4-CPE、5-CPE和6-CPE在1mol/L在H2SO4中,扫速度为20mV/s下得到的三对平均峰电势值分别与1-CPE、2-CPE和3-CPE的比较,发现4-CPE、5-CPE和6-CPE的平均峰电势分别小于1-CPE、2-CPE和3-CPE,但是差值不大,这是由于化合物4、5和6中的新亚甲基蓝中含有的甲基基团引起的。