掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)理論及應(yīng)用研究.pdf

1、掃描電化學(xué)顯微鏡(SECM)是一種具有高分辨的現(xiàn)場(chǎng)電化學(xué)新技術(shù)。由于其具有化學(xué)靈敏性,可以研究探頭與基底上的異相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及溶液中的均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。SECM的優(yōu)勢(shì)是在穩(wěn)態(tài)條件下測(cè)量,可以克服雙電層電流和電勢(shì)降,從而提高測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。此外,利用為探針技術(shù),SECM可分辨電極表面微區(qū)的電化學(xué)不均勻性,給出導(dǎo)體和絕緣體表面的形貌;也可用于光合作用過(guò)程、酶穩(wěn)定性研究、生物大分子的電化學(xué)反應(yīng)特性等復(fù)雜生化過(guò)程的研究。它與傳統(tǒng)電化學(xué)技術(shù)

2、聯(lián)用可以從微觀和宏觀角度提供電化學(xué)信息。自組裝單分子膜是模擬生物膜等各種界面復(fù)雜體系的理想模型體系,研究膜上的電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程及其理論對(duì)于理解生物膜對(duì)生物體內(nèi)代謝調(diào)控過(guò)程具有更重要的意義。因此,探討SECM的定量分析理論及其在自組裝膜界面的應(yīng)用具有重要的意義。
　　本論文主要分為四部分:
　　第一章:簡(jiǎn)要地回顧了掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)的發(fā)展歷史,介紹了掃描電化學(xué)顯微鏡儀器及其工作原理,詳細(xì)概述了掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)的工作模式等方面

3、的研究進(jìn)展,對(duì)其發(fā)展前景做了一些展望。主要包括:(1)SECM的發(fā)展歷史;(2)SECM實(shí)驗(yàn)裝置及工作原理;(3)最近幾年提出的SECM工作模式。
　　第二章:利用電化學(xué)鍍和電化學(xué)刻蝕相結(jié)合的方法制備了鉑超微圓盤(pán)電極,結(jié)合掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)和循環(huán)伏安法制備的探針進(jìn)行表征,獲得了探針電極的有效半徑及其歸一化屏蔽系數(shù)值。以自制超微電極為研究對(duì)象,結(jié)合電化學(xué)實(shí)驗(yàn)詳細(xì)討論了超微電極的電化學(xué)特性。
　　第三章:本部分主要討論了 SE

4、CM在暫態(tài)過(guò)程、擴(kuò)散控制過(guò)程以及探針基底有限動(dòng)力學(xué)過(guò)程的擴(kuò)散方程及其邊界條件,同時(shí)總結(jié)了現(xiàn)有的 SECM定量分析理論公式及其研究方法,分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)探針基底距進(jìn)行校正,給出了合理的漸進(jìn)曲線處理方法,為獲取更為準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)等參數(shù)提供重要的保證。
　　第四章:詳細(xì)的分析了應(yīng)用掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)研究自組裝單分子膜電子轉(zhuǎn)移過(guò)程,對(duì)已有的SECM研究自組裝單分子膜界面電子轉(zhuǎn)移理論進(jìn)行了修正。以巰基卟啉 TPPO(CH