金屬卟啉催化氧分子還原反應的電化學研究.pdf

1、液/液界面被認為是最簡單的模擬生物膜的模型，液/液界面被廣泛用于多相催化、生物燃料電池、生物膜模擬等方面的研究。其中在模擬生物膜氧分子還原反應方面，發(fā)展廉價、高效、生物兼容性好的催化劑仍是目前液/液界面的研究熱點之一。氧分子還原反應是好氧生物機體呼吸鏈過程中的一個關鍵步驟。在自然界中，氧分子還原反應發(fā)生在軟界面（生物膜）上。生物膜兩側的電勢差提供了氧分子還原反應的驅動力，此外生物膜還可將反應物和產物進行物理分離。
　　卟啉及其金屬

2、配合物廣泛存在于動植物體內。是動植物體內生命活性物質的核心部分。近年來，卟啉化合物尤其金屬卟啉化合物日益成為催化、分子識別、光電轉換、記憶材料等領域的研究重點。卟啉類化合物由于其特殊的結構也被廣泛應用自組裝膜領域的研究，而且已發(fā)揮出其它自組裝分子無法比擬的作用。
　　本文主要以生物體中一類與生命活動息息相關的生物分子—金屬卟啉分子為研究對象，應用各種電化學方法，較為系統(tǒng)地研究了液/液界面上金屬卟啉分子催化氧分子還原反應以及制備了具

3、有三維結構的納米-鈷卟啉修飾電極，考察了納米-鈷卟啉修飾電極催化氧分子還原的電催化性能。
　　本文共分為四部分，主要包括以下內容：
　　1．綜述了液/液界面電化學的發(fā)展歷程，介紹了液/液界面電化學的基本理論及其在電催化方面的發(fā)展和應用，最后展望了液/液界面電化學的應用前景。此外，本章還詳述了液/液界面電催化氧還原反應的原理和四電極實驗方法。
　　2．采用四電極系統(tǒng)研究了金屬卟啉CoTPP在水/DCE界面上參與TTF氧還

4、原反應的催化性能。實驗分別通過電化學循環(huán)伏安和紫外-可見光譜方法證明了CoTPP可以催化TTF與O2的反應，該反應主要經二電子還原機理生成H2O2。
　　3.通過自組裝技術制備了具有三維結構的卟啉修飾電極(GNPs-TDPPCo(II)/SAMs)，并考察了納米介入后修飾電極的電化學特征及其在中性條件下對分子氧的電催化性能。結果表明，金納米的介入能有效提高鈷卟啉修飾電極對分子氧的催化效果，分子氧在納米介入后的卟啉修飾電極上的還原峰

5、在-173 mV出現，與多晶裸金電極相比正移了約160 mV，且有更強的峰電流。納米修飾電極對分子氧的電催化還原是一步四電子轉移過程，還原產物為H2O，且能很好的保持催化活性。
　　4.制備新型高靈敏的銅離子傳感器利用循環(huán)伏安法將calix[4]arene（杯[4]芳烴）帶有苯甲?；蛳趸脚嫉鶊F等化合物電鍍在金電極上。利用掃描式電子顯微鏡和電化學阻抗頻譜來觀察感測膜的表面結構。利用差式脈沖伏安法來探討不同的掃描周期，緩沖溶液的