【2017年整理】钼酸银修饰电极的制备及抗坏血酸等的电化学行为研究.docx

钼酸银修饰电极的制备及抗坏血酸等的 电化学行为研究 卢浩杰 唐思思 黄燕平 陈淑琼 （中南大学化学化工学院，长沙，410083） 摘要： 采用电化学方法在导电基体玻碳电极上制备出了钼酸银薄膜饰电极，研究了修饰电极的电化学行为，发现该电极在硫酸溶液中进行伏安扫描时具有良好的稳定性。研究了修饰电极对抗坏血酸的电催化作用。 关键词： 钼酸银；化学修饰电极；抗坏血酸；电催化氧化 前言 化学修饰电极(CME)是当前电化学和电分析化学方面十分活跃的研究领域，它的问世突破了传统电化学中只限于研究裸电极/电解液界面的范围，开创了从化学状态上人为控制的电极表面结构的领域。通过对电极表面的分子剪裁，可按意图给电极预定的功能，以便在电极上有选择地进行所期望的反应，在分子水平上实现了电极功能的设计。目前修饰电极的制备方法主要包括共价健合法、吸附法、聚合物薄膜法、组合等方法[1]多酸由于其本身特殊的结构，它不仅在均相和多相电催化中具有广泛的应用[2]，在电化学理论方面，应用多酸修饰电极的报道也逐渐增多[3，4]。本文通过在玻碳电极表面上修饰一层混合价态的钼酸银来制备化学修饰电极，实验发现该方法制备简单、电极具有较好的稳定性和较高的电化学可逆性。我们进一步研究了该修饰电极的抗坏血酸中的电化学行为，发现修饰电极对抗坏血酸具有较好的催化氧化作用。 1 实验部分 1.1 试剂和溶液 试剂：硝酸银（分析纯，国药集团上海试剂有限公司）；钼酸铵（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；硫酸（分析纯，95%～98%，衡阳市凯信化工试剂有限公司）；冰乙酸（分析纯，广东汕头市西陇化工厂）；抗坏血酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；三水合乙酸钠（分析纯，广东汕头市西陇化工厂）；蒸馏水。 溶液： AgNO3酸性溶液的配制：称取0.017g AgNO3于烧杯中，称取2.0g乙酸钠、8.0mL冰乙酸溶解，并用蒸馏水定容至100mL，摇匀，配制成1.0×10-3mol/L的AgNO3溶液。 含抗坏血酸的醋酸缓冲溶液的配制：①称取抗坏血酸0.0176g，称取2.0g乙酸钠，用8.0mL冰乙酸溶解，并用蒸馏水定容至100mL，摇匀，配制成1.0×10-3mol/L抗坏血酸pH=3.6的醋酸溶液；②称取抗坏血酸0.0018g，称取2.0g乙酸钠，用8.0mL冰乙酸溶解，并用蒸馏水定容至100mL，摇匀，配制成1.0×10-4mol/L抗坏血酸的pH=3.6的醋酸溶液；③称取抗坏血酸0.0176g，称取11.0g乙酸钠，并量取4.0mL1mol/L的乙酸水溶液溶解，用蒸馏水定容至100mL，摇匀，配制成1.0×10-3mol/L抗坏血酸pH=6的醋酸溶液。 1.2 仪器与实验 实验采用三电极体系，钼酸银修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，铂丝电极作对电极。所用电化学仪器主要为CHI 650电化学工作站(上海辰华仪器公司生产)；其中电化学方法主要为循环伏安法。 1.3 修饰电极的制备 1.3.1 电极的预处理 将玻碳电极用Al2O3粉抛光，再用二次蒸馏水冲洗干净便得到预处理好的玻碳电极。 1.3.2 钼酸银修饰电极的制备 将预处理好的玻碳电极插入含有AgNO3酸性溶液的电解池中构成三电极系统，控制工作电极的电位为-0.8V (Vs SCE)，进行恒电位电解，设定时间为400s，在玻碳电极表面镀上一层均匀的金属银。将镀好银的玻碳电极转入含有0.05M 钼酸铵的0.005M H2SO4底液中，控制工作电位在-1.0V～1.0V，以电位扫描速度为50mv/s，作循环伏安扫描4圈即得到修饰好的工作电极。 1.3.3 实验方法 修饰电极的伏安行为：将修饰好的钼酸银电极置于含抗坏血酸的醋酸缓冲溶液中，在-0.2～1.5V之间以50mv/s作循环伏安扫描，来探讨浓度、pH值等因素对电化学行为的影响。对比裸电极及修饰电极对抗坏血酸的电催化氧化活性。醋酸缓冲溶液共有三种：①pH=3.6，c抗坏血酸=10-4mol/L.②pH=3.6，c抗坏血酸=10-3mol/L.③pH=6.0，c抗坏血酸=10-3mol/L. 2 结果与讨论 2.1 浓度对电化学行为的影响[5] 测定了在含不同浓度的抗坏血酸的醋酸缓冲溶液中抗坏血酸在钼酸银修饰电极上的电化学响应。结果发现，钼酸银修饰玻碳电极在不同浓度的抗坏血酸条件下，会产生不同的电化学行为。由图1中峰电流的最大值可知随着抗坏血酸浓度的增加，钼酸银修饰电极对抗坏血酸溶液的催化氧化作用增强，且浓度高时峰闭合更好，可逆性更强。 图1 不同浓度的坏血酸在钼酸银修饰电极上的循环伏安图（曲线1为1.0×10-3mol/L，曲线2为1.0×10-4mol/L） 2.2 pH值对电化学行为的影响 测定了在不同pH（pH= 3.6、6.0）的醋酸缓冲溶液