新闻标题: 液/液界面离子转移反应动力学研究取得新进展
发布时间: 2009年11月11日 阅读次数:2180    
最近邵元华课题组与瑞士洛桑高工(EPFL) Hubert H.Girault教授合作,采用玻璃纳米管循环伏安法,探讨了水/1,2-二氯乙烷(W/DCE)界面上一些离转移反应的动力学行为该工作对于理解软界面上离子转移反应的机理、发展分子尺度的化学传感和生物分析具有一定的学术价值(论文见Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 8010-8013)
/液界面上离子转移反应动力学参数测量是近二十年来该领域一直备受关注的焦点,但离子转移反应通常非常快速且难以测定。目前报道的最快的速率常数为几个cm/s
采用图(A)所示的实验装置图和半径r<5 nm的纳米管来支撑W/DCE界面。由于纳米管是绝缘体不易采用电镜表征,采用Girault等人发展的经验公式,通过记录DB18C6加速K转移反应的稳态电流进行计算进而得出管径。采用循环伏安法研究了四乙基铵阳离子TEA简单转移反应、二苯并十八冠六DB18C6加速钾离子转移反应和高氯酸阴离子ClO4简单转移反应等三种离子转移反应,由于纳米管管径非常小容易堵塞而且背景电流相对较大,通过优化实验条件以及扣背景的方法得到了可以用于动力学分析的较高质量的循环伏安图(如图B。采用BardMirkin发展的三点法,可以计算得到这三种离子转移反应的速率常数k0和传递系数α)分别为110 ± 23, 95 ± 31, 35 ± 8 cm/s0.57 ± 0.08, 0.56 ± 0.13, 0.63± 0.05,这是迄今为止报道的能够测量得到的最快的离子转移反应的速率常数。


                         

                      (A)                                                                                                                  (B)

图:(A)  实验装置图
                                                             (B) 扣过背景的TEA简单转移反应的循环伏安图



得到的速率常数比文献中报道的数据大1-2个数量级,他们对该结果的合理性进行了较为详细的讨论。另外还发展了两种理论模型对在纳米管支撑的液/液界面上观察到简单离子转移的稳态伏安行为的现象进行了详细地分析和探讨,得到了相近的公式。




关键词:进展 转移 离子 研究 界面 
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