PET空白膜支撑的液液界面上的离子转移反应的研究(3)
双通道微、纳米-液/液界面：作为电化学和电分析化学的一个重要分支，液/液界面电化学的发展和传统的固/液界面电化学的发展有很多相通之处，传统电化学中的一些产生/收集装置可以用于研究多步反应的机理、均相中的化学反应和探测不同介质中的传质过程，如旋转环－盘电极、双微电极等。1998年，Shao和Mirkin首次应用一种新型的产生/收集装置—双通道微米管来研究液/液界面上的电荷转移反应[11]。这种双通道微米管管口横截面外形如希腊字母θ，即椭圆形管口被一微米或亚微米级的玻璃隔膜分成两部分，故也称之为θ管。该产生/收集装置的产生端和收集端是由管外的有机相和管内的水相相连形成双通道微-液/液界面，所以该装置可用于研究那些并不涉及氧化还原过程的离子型转移反应。此后的研究表明这种双通道微米管还可直接在管口处支撑微-液/液界面用于研究液/液界面上的简单阳离子转移反应或制成气体传感器检测如氨气等挥发性物质[12]。2003年，陈勇和邵元华教授研究发现，该装置可作为目前为止最简单的可用于研究液/液界面上的电荷转移反应的装置之一，进行即所谓的 “无溶液”液/液界面电化学及电分析化学研究的装置[13]。2003年，陈勇和邵元华教授等又将该双通道微米管进一步扩展应用于定性和定量地研究发生在双通道微-液/液界面上的电子转移反应以及电荷耦合转移反应[14]。研究表明，该产生/收集装置通过控制收集电位可以很好研究发生在界面上各种相同或相反方向上的电子-离子耦合、离子-离子耦合转移反应中的各个反应过程，分析一些伴随均相反应的相对较复杂的电荷转移反应的反应机理，并能观察到一些强亲水或强憎水离子的直接转移的伏安曲线，如NO3-和K+等，从而测量得到它们在水/1,2-二氯乙烷界面上的转移式电位以及条件Gibbs转移能。特别值得注意的是，最近有关双通道微米管技术理论上的探讨有所突破，2011年，Gao和Shao等利用边界元法数值拟合了双通道微米管作为产生/收集装置的产生、收集电化学过程，考察了收集效率和电极形状之间的关系，特别是双管中间玻璃隔膜的宽度，双管的曲率以及对称性对收集效率的影响，并通过实验对该数学模型进行了检验[15]。
近年来，由微、纳米多孔膜所构建的多通道（阵列）微、纳米-液/液界面在电化学检测、电化学传感器、微全分析系统（－TAS）的应用引起了人们极大的关注，其中，瑞士的Girault小组和爱尔兰的Arrigan小组（现在澳大利亚Curtin Univ.）在这方面做了很多工作，他们利用多孔膜所构建的多通道微、纳米-凝胶/液界面作为安培型离子检测器用来检测一些简单离子和质子化的药物[16]。
多通道微、纳米-液/液界面：当利用某一微、纳米多孔薄膜作为模板来支撑液/液界面时即可形成多通道微、纳米-液/液界面。常用的模板为有机和无机多孔性薄膜，主要包括：有机多孔性薄膜如通过激光等刻蚀方法形成的各种微、纳米多孔聚酯膜，无机多孔性薄膜包括电化学阳极氧化所形成的微、纳米多孔γ－三氧化二铝薄膜，以及沸石分子筛构成的无机薄膜等。1989年，Girault等利用UV激光光刻技术在聚脂膜上刻蚀出阵列的微米级的孔以支撑多通道微-液/液界面，从而开创了多通道微-液/液界面电化学的研究[16]。随后，1999年，Dryfe等又利用商业的含有高密度的纳米孔洞的聚脂膜来支撑多通道纳米-液/液界面，从而进一步开展了多通道纳米-液/液界面电化学的研究[17]。实验结果表明：由于该聚酯膜孔洞内部的亲水特性，水相很容易充满到纳米孔洞中而与膜外部的有机相相连，从而形成多通道的微、纳米-液/液界面。但是，由于多孔聚酯膜所含孔洞的亲水性还不足以让所支撑的多通道的微、纳米-液/液界面完全在膜表面上，界面往往可能存在于膜内的孔洞中，从而就会影响多通道的微、纳米-液/液界面电荷转移反应的机理和动力学参数的准确测定。