阳离子交换膜支撑两互不相溶界面上电荷转移反应的研究(2)
4.2.2控制变量（浓度）+阴离子（离子） 22
4.3扫速实验 24
4.4 处理扫速实验数据图研究扫速与峰电流值的关系 27
5. 结论 29
致谢 30
参考文献 31
1研究背景
1.1 研究内容简介
1.1.1 液液界面
液/液界面[3]（liquid/liquid interface）也称之为油/水界面（oil/water interface）或两互不相溶电解质溶液界面（the interface between two immiscible electrolyte solutions,ITIES）,即一种由两种互不相溶的电解质溶液所构成的界面。
液/液界面[4]上的电荷转移过程是最基础的的物理化学过程,在过去将近50年得到了非常广泛的研究。液/液界面电化学研究的核心内容是电荷（离子或者电子）在液/液界面上转移过程的动力学和热力学。液/液界面上的电荷转移反应不仅与受电流控制的萃取过程、相转移催化过程、化学传感器、药理学中的药物释放有关,也与模拟生物膜的研究密切相关,因此,液/液界面电化学[7]在近代电化学和电分析化学中已经占据了一个不可或缺位置,得到了人们极大地关注。在传统的液/液界面研究中,存在很多问题,比如说电荷转移反应速率很快并且难以测定,也无法收集可靠的数据因为实验过程中有机溶剂引起的iR降难以消除。为了解决这些问题,过去人们也尝试了很多方法例如将液/液界面支撑在钠、微米管或聚酯膜的微孔上形成微—液/液界面[5][6],还结合了其他新技术、如微电极、超微电极计算机模拟等在分子的水平上研究液/液界面。通过各种类型的支撑膜和仿生膜的研究,可以更好地对界面结构与转移原理进行研究和理解。
研究液／液界面的方法[7]主要有:薄层循环伏安法(TLCV) 、微管技术、光谱电化学、常规的四电极伏安法、三相电极(three—phase electrodes)循环伏安法、 扫描电化学显微镜(SECM)、二次协波生成法(SHG)、微滴电化学方法、总频生成法(SFG)和计算机模拟等[1]。
1.1.2 阳离子交换膜
离子交换膜[8]是一种膜状功能高分子电解质并且具有离子选择透过这一性能,是膜状的离子交换树脂。它由固定基团及基团上的可移动离子及高分子骨架这3个基本部分组成。离子交换膜具有选择透过性能,即阳离子可以透过阳离子交换膜,阴离子可以透过阴离子交换膜,反之则无法透过。所以又称这类膜为离子选择透过性膜。
离子交换膜有两种:均相膜,异相膜。其中均相膜是由具有离子交换基团的高分子材料经过特殊工艺直接制成的薄片或者薄膜；而异相膜是用由起着粘合作用的高分子材料与离子交换树脂粉末经过特殊工艺制成的薄片或者薄膜。
阳离子交换膜[10]的活性基团主要包括:磺酸基（-SO3H）、羧基（-COOH）、磷酸基（-PO3H2）、亚磷酸基（-PO2H2）、酚基（-C6H4OH）、砷酸基（AsO32-）和硒酸基（SeO3-）,其中只有磺酸基（-SO3H）膜是强酸型离子交换膜,应用也最为广泛,其他则是弱酸型离子交换膜,作为特定场合下使用。
如今阳离子离子交换膜主要在电渗析,扩散渗析,在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备,以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中得到广泛的应用,此外它对仿生膜研究也将起重要作用。因此离子交换膜应用前景可观,并且在膜技术领域占有一席之地。
1.1.3 电荷在液/液界面上的转移反应
液液界面电化学与传统的固/液界面相比,不仅可以研究界面电子转移,还可以研究界面上的离子转移等电荷转移现象。液液界面上的电荷转移[37]一般被分为三大类:简单离子转移、加速离子转移和电子转移。界面吸附,光诱导电荷转移反应这类现象也包含在内。