自诱导氧化还原循环

氧化还原循环是在相邻的两个电极上设置不同电位时发生的现象(一个电极是氧化电位,另一个是还原电位),通过采用特殊的电极配置,只需控制一个电极上的电位即可开始氧化还原循环。

特殊电极结构是指将大面积的导体(大电极)配置在用于控制电位的微电极附近的情况。
当微电极外围为绝缘体时,微电极产生的还原态物质仅靠浓度梯度自发扩散,以消除浓度差(图3-2)。然而,当大电极设置在微电极附近设置了大电极时,生成的还原态物质扩散到大电极,然后在大电极面向微电极的点上被氧化,同时大电极上远离微电极的点上诱发还原反应。此时,由于氧化反应产生的电子在还原反应中被消耗,所以电子在大电极内部移动,即有电流流动。

大电极两端发生逆向反应的原因是为了消除微电极产生的还原态物质的浓度梯度,但由于,大电极中的电子运动的过程远大于还原态物质的自然扩散过程,成为主导。此外,在大电极处产生的氧化态物质扩散到微电极,再次还原从而并引发氧化还原循环。

由于这种自然诱导的氧化还原循环(自诱导氧化还原循环),通过仅控制微电极的电位来放大临界电流(图 3-2)。这种自生氧化还原循环现象是通过在绝缘体中设置微圆电极的电极和薄膜分离的宏观电极中设置微圆电极的电极中获得的临界电流值进行比较来确认。

仅控制后一个微电极的电位得到的极限电流值比控制前一个电极的电位得到的极限电流值大几倍,当通过控制电位人为地诱导氧化还原循环时,后者的大电极也等于极限电流值。

更直接的确认是测量流过大电极的电流,这可以通过电流表将 IDA 的一个叉指电极连接到另一个大电极来实现。.. 表现出自诱导氧化还原循环时的电流值等于在双模式下测量 IDA 时的法拉第电流值。
此外,自诱导氧化还原循环效应可以在双电池中得到证实,其中 IDA 电极和大电极位于单独的电池中,电池通过盐桥连接(图 4-1)。

图5-1 双池体系自诱导氧化还原循环
图5-1 双池体系自诱导氧化还原循环

双池的特点是它们能够在 IDA 和大电极上的不同活性物质的反应中表达自诱导的氧化还原循环。


最近更新时间 2022/05/25