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本文基于化学修饰电极的原理,以二氧化碳为研究对象,以电化学方法研究了固态碳糊基础电极的性质,二乙烯三胺吸收一解吸二氧化碳的动力学,二乙烯三胺与铜(Ⅱ)离子的络合物的电化学行为,及其在二氧化碳吸收与监测方面的应用研究,获得如下结果:
(1)循环伏安法研究了自制石墨粉一环氧树脂固态电极在盐酸溶液中充电电流增大的现象,盐酸溶液中氢离子具有渗透进入环氧树脂的能力,其溶胀作用,减小了对石墨粉的包裹作用,导致充电电流增大。.氢离子与环氧树脂间的相互作用表现为一级反应动力学关系,其表观动力学常数为0.007236/min。在较低浓度下平衡时间随浓度的增加而迅速增加,较高浓度下,作用过程迅速达到平衡。
(2)循环伏安法研究了铜与二乙烯三胺形成配合物的电化学性质,此配合物在-0.34V和-0.01V处各有一个不可逆氧化峰,-0.5V处有一对可逆的氧化还原峰,此峰为一价铜离子与0价铜的氧化还原峰,获得了一些动力学和热力学信息。
(3)pH测量方法研究了二乙烯三胺对二氧化碳的吸收.解吸的动力学以及影响二氧化碳吸收的各种因素(包括吸收剂浓度,温度,二氧化碳流量等),吸收和解吸过程遵循一级动力学关系,获得吸收过程的速率常数为0.0718min<-1>,解吸过程的速率常数为0.04895min<-1>,吸收过程的活化能为1.324kJ/mol,二乙烯三胺的一级水解常数为pk<,b>=3.256,二乙烯三胺碳酸根的一级水解常数为pk<,b>=12.72。
(4)以铜-二乙烯三胺配合物修饰石墨粉与硅油混合制得碳糊电极,吸收在水溶液中的二氧化碳分子与相互作用置换出铜离子,循环伏安法检测铜离子而间接测定溶液中吸收二氧化碳的量。研究了影响二氧化碳检测的因素包括修饰剂用量,溶液pH,二氧化碳流量,时间等。在较低浓度下,铜的阳极峰电流与二氧化碳的浓度呈正比;在较高浓度下,阳极峰电流与二氧化碳浓度的对数呈正比。方法用于燃煤尾气和碳酸饮料中吸收的二氧化碳有较好的响应,碳酸根或碳酸氢根无响应,不干扰测定。