화학적으로 변형된 전극

Chemically modified electrode

화학적으로 변형된 전극은 표면이 다른 전기화학적 기능을 위해 변형된 전기 도체입니다.화학변형전극은 전극시스템에 대한 고도의 접근방식을 이용하여 특정 화학물질의 박막 또는 층을 첨가하여 목표기능에 [1]따라 도체의 특성을 변화시킴으로써 만들어진다.

개질전극에서 산화환원물질은 전극에서 반응물질 또는 반응기판으로 [2]전자를 전달함으로써 전기촉매를 실시한다.

전극의 표면을 수정하는 것은 1979년 이후 [1]전극이 환경과 어떻게 상호작용하는지를 제어하면서 전기화학 분야에서 가장 활발한 연구 분야 중 하나이다.

묘사

화학적으로 수정된 전극은 특정 화학 물질로 만들어진 분자 단분자층 또는 마이크로미터 두께의 막이 있기 때문에 다른 유형의 전극과는 다릅니다(전극의 기능에 따라 다릅니다.박막은 전극 표면에 코팅되어 있습니다.그 결과 물리, 화학, 전기화학, 광학, 전기, 수송 및 기타 유용한 [3]특성 측면에서 특별한 새로운 화학적 특성을 가진 수정된 전극이 생성됩니다.

화학적으로 수정된 전극 및 전극은 일반적으로 전자 전달에 크게 의존합니다. 즉, 전하가 화학막을 통해 전극으로 전달되는 전기 화학 프로세스를 총칭합니다."커버리지(coverage)"라는 용어는 화학적으로 수정된 [3]전극 표면에 있는 박막 내 특정 유형의 화학 부위의 mol/m^2로 정규화된 면적을 표현하기 위해 사용된다.

화학적으로 변형된 전극의 개발 목적

전기화학 분야의 발전은 이 분야의 과학자들이 연구를 계속할 수 있는 맨 표면을 사용하지 않을 때까지 더욱 철저해졌다.그 배경에는 전극에 관한 연구가 도체로 사용되는 물질에는 자연적으로 존재하지 않는 특정한 화학적, 물리적 성질을 요구했기 때문이다.딜레마에서 벗어나기 위해, 그들은 화학적인 수정을 통해 그들이 사용하는 재료들을 맞춤 제작했습니다.원자, 분자, 나노 입자가 물질 표면에 부착되어 전자적, 구조적 특성을 변형시켜 기능성을 [1]변화시킨다.

화학적으로 변형된 전극의 용도

첫 번째 단계에서는 화학적으로 수정된 전극이 초기에 만들어진 기술(전기화학 조사를 위한 표면 조정)에 적용되었을 뿐입니다.그 후 화학적으로 변경된 전극은 전극의 성능을 조정할 수 있는 강력한 경로를 제공했습니다.전극의 수정은 전기 분석 화학에서 다음과 같은 과정을 촉진했습니다.

  • 전극 선택성 제공
  • 파울링 방지
  • 농축종
  • 전기 촉매 특성 개선
  • 복잡한 샘플의 간섭 접근 제한

또, 다음과 같은 다른 목적의 루트도 제공되고 있습니다.

[1]

화학적으로 수정된 전극이 사용되는 연구 분야는 다음과 같습니다.

전기화학적 기초조사
전극과 전해질 사이의 전자 이동.
전극 표면의 정전
정전하 또는 느린 전하.
고분자 전자 수송 및 이온 수송
한 종 또는 원자에서 다른 종으로 전자의 이동, 특히 폴리머에 초점을 맞춘다.
전기화학 시스템 및 장치 설계
시스템 또는 디바이스에 필요한 모든 사양과 함께 화학적으로 변경된 전극을 사용하는 시스템 및 디바이스의 작성.

[3]

전극을 화학적으로 수정하는 방법

전극의 표면은 다음과 같은 방법으로 변경할 수 있습니다.

(1) 흡착(화학흡착)
화학 화합물 형성에 관여하는 동일한 종류의 원자가 힘을 사용하는 방법. 여기서 막은 전극 표면에 강하게 흡착되거나 화학 흡착되어 단층 커버리지를 생성한다.이 접근법에는 기판결합형 자기조립단층(SAMs)이 포함됩니다.여기서 분자는 전극 표면에 자발적으로 화학흡착되어 전극 [3]표면에 형성된 초격자 구조를 미세하게 형성합니다.
그림 1SAM 구조의 표현
(2) 공유 결합
화학제를 사용하여 화학수식제의 1개 이상의 단분자층과 전극 표면 사이에 공유결합을 형성하는 방법.이 방법에 사용되는 일반적인 약제로는 유기실란과 [3][4]염화시아누르가 있습니다.
(3) 폴리머 피막 코팅
전극 표면에 전자 전도성 및 비전도성 폴리머 필름을 유지하기 위해 다음 중 하나를 사용하는 방법:
  • 접촉용액의 화학흡착 및 저용해성
  • 다공질 전극에 물리적으로 고정

이 방법에는 원래 기판 구조와는 독립적으로 전극 표면의 분자를 흡착할 수 있도록 자체 조립 단층으로부터 화학종(기판)을 제거하는 것이 포함된다.고분자 필름은 유기, 유기 금속 또는 무기일 수 있으며, 화학적 수식제를 포함하거나 후자의 [3][4]공정에서 고분자에 화학 물질을 첨가할 수 있습니다.

(4) 컴포지트
전극 매트릭스 재료에 화학 수식제를 혼합한 방법.예를 들어 탄소 페이스트 전극(전극 매트릭스)[3] 내에 탄소 입자와 혼합된 전자전달 매개체(화학 수식제)를 갖는 것이 특징이다.

카본 페이스트, 유리 카본 페이스트, 유리 카본 등전극이 변형될 경우 화학적으로 변형된 전극이라고 합니다.유기종과 [5]무기종의 분석에 화학적으로 변형된 전극이 사용되었습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d Alkire, R., Kolb, D. 및 Lipkowski, J., 화학적으로 수정된 전극, 독일:Wiley-VCH, Weinheim, 2009
  2. ^ Murray R. W., Goodenough J. B. 및 Alberry W. J. Modified Electrodes:화학적으로 수정된 전기 촉매용 전극, The Royal Society, 1981, 페이지 253-265, https://www.jstor.org/stable/36940
  3. ^ a b c d e f g Durst, R., Baumner, A., Murray, R., Buck, R., & Andriux, C., 화학적으로 수정된 전극:권장 용어 및 정의, IUPAC, 1997, 페이지 1317-1333, http://old.iupac.org/publications/pac/1997/pdf/6906x1317.pdf
  4. ^ a b 콜로라도 주립 대학교 Fort Collins 화학부, 화학적으로 수정된 전극, 1994, http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADA279821 Wayback Machine에서 2016-03
  5. ^ Sanghavi, Bankim; Srivastava, Ashwini (2010). "Simultaneous voltammetric determination of acetaminophen, aspirin and caffeine using an in situ surfactant-modified multiwalled carbon nanotube paste electrode". Electrochimica Acta. 55 (28): 8638–8648. doi:10.1016/j.electacta.2010.07.093.