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电化学石英晶振阻抗分析作为现场电化学研究的手段,通过石英晶体超高频声波的声电阻抗谱、频谱或者相位等的变化来响应环境中的质量、粘密度、导纳、介电常数等特性,具有操作简便、灵敏度高、可现场提供多维信息、易于自动化等优点。扫描电化学显微镜已广泛用于微区电化学研究和液/液界面离子传输研究等。本学位论文主要内容如下: 1.综述了石英晶体微天平和扫描电化学显微镜研究近期进展。 2.联用压电石英晶体阻抗与电化学阻抗谱来研究不同电解质(HClO4和H2SO4)和不同电极材料(Pt and Au)对聚苯胺降解过程的影响。 所得结果如下:(1)Au电极上生长的PANI膜比Pt电极上的更稳定;(2)HClO4介质中PANI降解过程遵循零级反应动力学规律,不同离子浓度的介质中,其动力学常数范围为0.17至2.25 Hz s-1(Pt电极);0.16至0.83 Hz s-1(Au电极)。而H2SO4介质中的降解为一级反应动力学过程,其动力学常数范围为2.61×10-3至7.00×10-3 s-1(Pt电极);1.00×10-3至5.00×10-3(Au电极)。ClO4-和SO42-离子对PANI降解的影响可以用Hofmeister离子序来解释;(3)通过分析动态电阻和电化学阻抗谱数据发现,膜降解过程中以下过程同时发生:PANI膜的本体溶解、膜孔度增加、膜厚减小。 3.介绍了采用离子掺杂的方法固定DNA分子于聚吡咯(聚N-甲基吡咯)膜中来制备导电基因材料的技术;应用现场电化学石英晶体阻抗系统对制备过程进行监测;利用三种DNA探针分子与固定于电极表面DNA分子的相互作用,考察了DNA修饰电极的性能,计算了探针分子与固定的DNA分子的摩尔比,并实时监测了反应的动力学过程;监测了ssDNA修饰电极的分子杂交反应。实验数据表明了该种方法的有效性。 4.描述了基于还原态聚吡咯膜上滴干RNA溶液来制备RNA修饰电极的三种方法。利用RNA与其靶分子的相互作用对电极性能进行表征,计算了两者结合比,并计算了反应动力学常数。 5.采用扫描电化学显微镜(SECM)-压电石英晶体阻抗(PQCI)联用新方法初步研究了二茂铁(Fc)离子在硝基苯/水两相界面的传输行为,证明微探针诱导的离子跨膜传输过程可同时通过压电石英晶体阻抗分析法动态监测。