基于单颗粒碰撞电化学的液/液界面加速离子转移反应研究

孟遥 张建伟 岳云沛 何俊辉 李延

引用本文: 孟遥, 张建伟, 岳云沛, 何俊辉, 李延. 基于单颗粒碰撞电化学的液/液界面加速离子转移反应研究[J]. 分析化学, 2020, 48(11): 1535-1541. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201252 shu
Citation:  MENG Yao,  ZHANG Jian-Wei,  YUE Yun-Pei,  HE Jun-Hui,  LI Yan. Analysis of Facilitated Ion Transfer Across Liquid-Liquid Interfaces Using Collision Electrochemisty[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2020, 48(11): 1535-1541. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.201252 shu

基于单颗粒碰撞电化学的液/液界面加速离子转移反应研究

    通讯作者: 孟遥,mengyao0116@nwpu.edu.cn
  • 基金项目:

    本文系国家自然科学基金项目(Nos.21705128,21675124)和陕西省自然科学基金项目(No.2018JQ2006)资助

摘要: 利用乳滴颗粒的碰撞电化学行为研究了二苯并-18-冠-6-醚(DB18C6)加速碱金属离子在水/1,2-二氯乙烷界面上的转移反应。通过高能超声分散技术制备出亚微米级油包水型乳化液滴,采用1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺作为乳化剂,实现乳滴颗粒的长时间稳定。当在铂微电极上施加0.6 V的电压(相对于银伪参比电极)时,分散于油相的乳滴颗粒可通过与微电极的碰撞产生电导通,进而促发颗粒内部K4Fe(CN)6的氧化反应。然而,仅在添加DB18C6的条件下可观察到与颗粒碰撞过程相对应的尖峰型电流响应,表明DB18C6可加速K+从水相到油相的转移,从而维持颗粒内外的电荷平衡,保证固/液界面电化学反应的持续进行。当DB18C6浓度增至0.05 mol/L时,乳滴颗粒内0.05 mol/L K4Fe(CN)6由不完全电解转变为完全电解,提示加速K+转移反应伴随着离子:载体(1:1,n/n)的界面络合反应过程。在不同偏置电压下,测定了含K4Fe(CN)6或Na4Fe(CN)6的乳滴颗粒的碰撞电化学响应,构建出平均反应电量与偏置电压的关系。相比于Na+,DB18C6更易于络合K+进行液/液界面离子转移,此结果与传统四电极方法的结论类似。因而,单颗粒碰撞电化学可用于液/液界面加速离子转移反应的定性研究,具有简便、快捷、低成本等优点。

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  • 收稿日期:  2020-05-04
  • 修回日期:  2020-05-21
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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