靛蓝是一种常用非水溶性的染料,具有氧化还原性。靛蓝可以被连二亚硫酸钠、三乙醇胺亚铁等还原剂还原为水溶性的隐色靛蓝。隐色靛蓝可以渗入织物中进行染色,它也可以被氧气氧化,重新成为靛蓝。本课题使用两种方法解决靛蓝不溶于水的问题,研究了其电化学性质,并借助自制长光程薄层电化学池,探讨靛蓝氧化和还原机理:(1)将靛蓝磺化成水溶性的靛蓝胭脂红(IC)。在选用此方案时,在长光程薄层电化学池中,对靛蓝磺化物(IC)的还原隐色和氧化脱色过程及其逆过程进行循环伏安和双电势阶跃UV-Vis光谱电化学测量,所得结果深化了两种条件下去色机理的了解。IC的电还原反应是一个2e–/2H+的可逆向进行的反应,所生成的隐色体很容易被电氧化或被溶解氧化学氧化;逆向电氧化速率常数大于电还原速率常数一个数量级以上;溶解氧会严重降低电还原隐色的电流效率;还原电势设置过低会导致隐色过程不可逆。另一方面,IC的电氧化过程遵循一种复杂的电化学-化学-电化学机理,氧化生成的中间体通过水解发生中心C=C双键的断裂并转化为靛红磺酸,后者在较高电势下进一步被不可逆电氧化降解为一系列小分子;高氧化电势是促进IC的电氧化降解程度的关键因素。(2)通过将靛蓝充分混在石墨粉中,制作成含靛蓝碳糊电极(InCPE) ,进行固态电化学测试的方法,很好的解决靛蓝的溶解问题。以InCPE电极作为工作电极,利用循环伏安法,方波伏安法以及双电势阶跃光谱电化学法研究了靛蓝氧还过程。这两种方法的联用有助于解释在电极表面和溶液中各种物质的固态氧还机理。靛蓝/隐色靛蓝和靛蓝/去氢靛蓝这两对物质的氧还反应都是在电极表面进行的2e-/2H+可逆反应。与靛蓝氧化生成去氢靛蓝相比,碱性电解质溶液更不利于靛蓝的还原。在隐色靛蓝的再氧化过程中检测到一种新物质,可能是吲哚酮,而靛蓝在足够正的电势下氧化时检测到了靛红。本文分别提出了靛蓝/隐色靛蓝和靛蓝/去氢靛蓝体系,包括新检测到的物质的电化学机理。掺杂固体微粒CPE不仅对固态溶出伏安法,而且对溶出光谱电化学都是一种良好的电极。由于使用此种方法的溶液中没有反应物,从而简化了光谱的分析及产物的鉴定。