Биполярная электрохимия - Bipolar electrochemistry

Концепция биполярной электрохимии

Биполярная электрохимия это явление в электрохимия на основе поляризация из проведение объекты в электрические поля. Действительно, эта поляризация порождает разность потенциалов между двумя краями субстрата, который равен электрическое поле значение, умноженное на размер объекта. Если эта разность потенциалов достаточно важна, тогда окислительно-восстановительные реакции могут возникать на концах объекта, окисление будет происходить на одном конце, одновременно с уменьшением на другом конце.[1][2] В простой экспериментальной установке, состоящей из платиновой проволоки в лодочке для взвешивания, содержащей индикатор pH раствора, напряжение 30 В на двух электродах вызовет уменьшение содержания воды на одном конце провода (катод) и повышение pH (OH− образование) и окисление воды на анодном конце и снижение pH. Полюса биполярного электрода также совпадают с приложенным электрическим полем.[3]

Утилизации

Явление биполярной электрохимии известно несколько десятилетий и используется в промышленности в некоторых электролитических реакторах. Интерес научного сообщества к этой концепции, кажется, сильно возрос с тех пор, как Мартин Флейшманн и коллеги продемонстрировали, что расщепление воды возможно с помощью биполярных электродов микрометрового размера.[4] В последнее время появилось несколько приложений в таких областях, как синтез диссимметричных микро- и наноструктур.[5][6] аналитическая химия[7][8][9] материаловедение,[10] микроэлектроника [11] и движитель микрообъектов[12][13] были разработаны.

Рекомендации

  1. ^ Г. Логет; А. Кун (2011). «Формирование и исследование микро- и наномира с помощью биполярной электрохимии». Аналитическая и биоаналитическая химия. 400 (6): 1691–704. Дои:10.1007 / s00216-011-4862-1. PMID  21455656. S2CID  44000438.
  2. ^ Ф. Мавре; Р. К. Ананд; Д. Р. Лоуз; К.-Ф. Чау; К. Чанг; Дж. А. Крукс; Р. М. Крукс (2010). «Характеристики биполярных электродов: полезный инструмент для концентрации, разделения и обнаружения аналитов в микроэлектрохимических системах». Анальный. Chem. 82 (21): 8766–74. Дои:10.1021 / ac101262v. PMID  20815405.
  3. ^ Fosdick, S.E .; Knust, K. N .; Scida, K .; Крукс, Р. М. (2013). «Биполярная электрохимия». Энгью. Chem. Int. Эд. 52 (40): 10438–10456. Дои:10.1002 / anie.201300947. PMID  23843205.
  4. ^ М. Флейшманн; Я. Горохчян; Д. Ролисон; С. Понс (1986). «Электрохимическое поведение дисперсий сферических ультрамикроэлектродов». J. Phys. Chem. 90 (23): 6392. Дои:10.1021 / j100281a065.
  5. ^ Г. Логет; В. Лапейр; П. Гарриг; К. Варакулвит; Дж. Лимтракул; М.-Х. Делвиль; А. Кун (2011). «Универсальная процедура синтеза углеродных трубок типа Янус». Chem. Mater. 23 (10): 2595. Дои:10,1021 / см 2001573.
  6. ^ К. Варакулвит; Т. Нгуен; Дж. Мажимель; М.-Х. Делвиль; В. Лапейр; П. Гарриг; В. Равайне; Дж. Лимтракул; А. Кун (2008). «Диссимметричные углеродные нанотрубки методом биполярной электрохимии». Nano Lett. 8 (2): 500–4. Bibcode:2008NanoL ... 8..500 Вт. Дои:10.1021 / nl072652s. PMID  18189438.
  7. ^ К.-Ф. Чау; К. Чанг; Б. А. Закчео; Ф. Мавре; Р. М. Крукс (2010). «Сенсорная платформа, основанная на растворении биполярного электрода из серебра». Варенье. Chem. Soc. 132 (27): 9228. Дои:10.1021 / ja103715u. PMID  20557051.
  8. ^ Hlushkou D, Perdue RK, Dhopeshwarkar R, Crooks RM, Tallarek U (2009). «Фокусировка градиента электрического поля в микроканалах со встроенным биполярным электродом». Лабораторный чип. 9 (13): 1903. Дои:10.1039 / b822404h. PMID  19532966.
  9. ^ Ульрих С., Андерссон О., Нюхольм Л., Бьорефорс Ф. (2009). «Распределение потенциала и плотности тока на электродах, предназначенных для биполярного рисунка». Анальный. Chem. 81 (1): 453–459. Дои:10.1021 / ac801871c. PMID  19125451.
  10. ^ Рамакришнан С., Шеннон С. (2010). «Отображение твердотельных материалов с использованием биполярной электрохимии». Langmuir. 26 (7): 4602–4606. Дои:10.1021 / la100292u. PMID  20229995.
  11. ^ Дж. К. Брэдли; Х. М. Чен; Дж. Кроуфорд; Дж. Эккерт; К. Эрназарова; Т. Курзея; М. Линь; М. МакГи; В. Надлер; С. Г. Стивенс (1997). «Создание электрических контактов между металлическими частицами с помощью направленного электрохимического роста». Природа. 389 (6648): 268. Bibcode:1997Натура.389..268Б. Дои:10.1038/38464. S2CID  4329476.
  12. ^ Г. Логет; А. Кун (2010). «Движение микрообъектов за счет динамической биполярной самовосстановления». Варенье. Chem. Soc. 132 (45): 15918–9. Дои:10.1021 / ja107644x. PMID  20964295.
  13. ^ Г. Логет; А. Кун (2011). «Химическое перемещение проводящих объектов под действием электрического поля». Nature Communications. 2 (11): 535. Bibcode:2011 НатКо ... 2E.535L. Дои:10.1038 / ncomms1550. PMID  22086336.