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1、Outline:1.Spectroscopic techniques(光谱或波谱技术)2.Nano-electrochemistry(纳米电化学)第1页/共66页General Books:1*A.J.Bard and L.R.Faulkner,Electrochemical methods,fundamentals and applications,Wiley,New York,1980 (2nd Edition,2001)2*C.M.A.Brett and A.M.O.Brett,Electrochemistry,Principles,Methods,and Applications,Ox
2、ford,19933*Southampton Electrochemistry Group,New Instrumental Methods in Electrochemistry,Ellis Horwood,Chichester,19854 光谱电化学方法理论与应用,谢远武、董绍俊。吉林科 学技术出版社,19935 电化学中的光学方法,林仲华,叶思宇,黄明东,沈培康,北京,科学出版社,19906 Electrochemistry of Nanomaterials,Edited by Gary Hodes,Wiley-VCH,New York,2001第2页/共66页Part One(第一部分
3、)Spectroscopic techniques(光谱或波谱技术)1.1Introduction1.2Definition1.3Examples第3页/共66页1.1Introduction(导言导言)电分析化学在电分析化学在60年代末期基本上停止年代末期基本上停止不前,极谱学的研究已经达到其最高峰。不前,极谱学的研究已经达到其最高峰。随着其它分析化学技术的发展,极谱学越随着其它分析化学技术的发展,极谱学越来越不重要。光谱电化学及微电极的出现来越不重要。光谱电化学及微电极的出现重新使电化学及电分析化学获得新生!重新使电化学及电分析化学获得新生!T.Kuwana in 1964,M.Fleis
4、chmann,A.Bewick et al:1970s to 1980s,in situ 光谱、波谱电化学M.Fleischmann,M.Wightman et al:ultramicroelectrodes 1970s-1980s第4页/共66页1.2 Definition60年代初,美国著名电化学家R.N.Adams教授在指导他的研究生T.Kuwana进行邻二苯胺衍生物电氧化时,观察到电极反应伴随有颜色的变化,他提出了这样的设想:“能不能设计出一种能看穿的电极,以光谱的方法来识别所形成的有色物质呢?”。这个创新思想终于在1964年由Kuwana 实现了。他们第一次使用的光透电极(OTE)是
5、在玻璃板上镀了一薄层掺杂Sb的SnO2玻璃(Nesa玻璃)。光谱电化学从此得到了迅速发展,已成为电化学的一个重要分支。它是各种波谱技术和电化学方法相结合,在同一个电解池内同时进行测量的方法。其特点是同时具有电化学和波谱学二者的特性,可以在电极反应过程中获得多种有用的信息,对于研究电极过程机理、电极表面特性,检测反应中间体、瞬间状态和产物性质,测定式量电位、电子转移数,电极反应速率常数和扩散系数等,提供了非常用力的研究手段。第5页/共66页1.2 Definition光谱电化学方法可分为非现场型(ex situ)和现场型(in situ)。前者是在电解池之外考察电极的方法,大多数涉及到高真空表面
6、技术如低能电子衍射、Auger能谱、X射线衍射、光电子能谱等,但是这些方法不能满足电化学机理的研究的需要。只有在电解池中,在电极反应操作的同时对电解池内部,特别是对电极/溶液界面状态和过程进行观测的方法称为现场法,如现场红外光谱、Raman光谱、荧光光谱、偏振光谱、紫外可见光谱、顺磁共振谱、光热和光声光谱、园二色光谱等。第6页/共66页光谱电化学按光的入射方式可分为投射法、反射法和平行入射法第7页/共66页第8页/共66页Part Two(第二部分)Nano-electrochemistry(纳米电化学)在1100nm尺寸下的各种研究称为纳米科技采用电化学方法研究物质在此尺寸下的行为称为纳米电
7、化学第9页/共66页纳米电化学是目前电化学领域最时髦的研究课题之一它的发展与如下几个方面有关:(1)1980s开始的电极表面的自组装(SAMs)(2)1980s超分子概念(Superamolecular)(3)1980s发明的SPM(STM,AFM和SECM等)(4)1980sC60和1990s碳纳米管的发现第10页/共66页第11页/共66页第12页/共66页第13页/共66页第14页/共66页第15页/共66页第16页/共66页The SEM diagrams ofNano-and MicropipettesMicropipettesNanopipettes我们我们group可以制备内径从
8、几个可以制备内径从几个nm到到十几个十几个 m的玻璃纳、微米管的玻璃纳、微米管第17页/共66页sizeBiological SystemORGANISMTISSUES CELLSAMINO ACIDSH2O,CO2 PROTEINSPOLYPEPIDE MEMBRANE ENZYME第18页/共66页Cell probe第19页/共66页电化学的应用领域:电化学的应用领域:(Applications)1.化学电源化学电源(电池电池,燃料电池燃料电池):2.电解电镀:电解电镀:3.腐蚀:腐蚀:4.电化学合成:电化学合成:5.电催化:电催化:6.生物电分析化学:生物电分析化学:7.电化学传感器:
9、电化学传感器:Ion-Selective Electrodes8.TAS(micro-total analysis system)9.单细胞和单分子测量单细胞和单分子测量第20页/共66页第21页/共66页第22页/共66页第23页/共66页第24页/共66页第25页/共66页第26页/共66页第27页/共66页第28页/共66页第29页/共66页第30页/共66页第31页/共66页第32页/共66页第33页/共66页第34页/共66页第35页/共66页第36页/共66页第37页/共66页第38页/共66页第39页/共66页第40页/共66页第41页/共66页第42页/共66页第43页/共66页第44页/共66页第45页/共66页第46页/共66页第47页/共66页第48页/共66页第49页/共66页第50页/共66页第51页/共66页第52页/共66页第53页/共66页第54页/共66页第55页/共66页第56页/共66页第57页/共66页第58页/共66页第59页/共66页第60页/共66页第61页/共66页第62页/共66页第63页/共66页第64页/共66页第65页/共66页感谢您的观看!第66页/共66页
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