电化学分析综述
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是最好的。
因为HOPG其自身的高度有序的结构，所以经常被作为现代碳材料被用 作于研究ET动力学方面的实验。但是，之前所报道过的HOPG基面ET比 率的变化经常会达到几个数量级，这种变化是由于外逸层某些氧化还 原反应所导致的。
McCreey认为ET比率是凭借相当数量的氧化还原反应来维持不变的， 棱层之间的结构和表面密度也会影响其电性能。
3.1 高定向热解石墨（HOPG）
1）HOPG是由三个有序的石墨家族组成的，它们可以被看作三个几乎平行的石 墨烯叠加单元。它们分别是平面的底面,平行层和一个边缘平面垂直于基底表面。
2）HOPG每层都有强有力的共价键，而层与层之间却是微弱的范德华力。它 是由热解的碳在高温高压、基本无杂质的条件下合成的。
多层管是金属导体，而单层管 是金属性质还是半导体性质取 决于其自身的手性。单层管的 金属性的电流图和Ru(NH3)63+中 的不同电响应的半导体性质在 图9中表示。
在腺嘌呤中加入磷酸盐缓 冲溶液（PBS），分别放 在(a)EPPG,(b)Au，（c） GC,(d)BPPG,(e)BDD和（f） Pt的环境下，在50mv.s-1扫
描频率下进行循环伏安法 扫描。
令人感到欣喜的是，(a)GC,(b)PBDD，（c）HOPG的基面(d)BPPG,(e)EPPG这 五种电极均放置在PBS溶液中进行循环伏安扫描，最终发现HOPG的氧化峰
二. 引 言
1.碳质材料展示了许多良好的性质，比如说结构多样性、高度的化学适应 性、廉价、多领域潜力巨大。拥有相当大的电化学惰性，在表面化学和许 多氧化还原反应参与的电活性研究方面发挥着很大作用。
2.许许多多的碳质材料应运而生，在电分析、能量转换及存储方面；在电催 化、光电化学、电致变色和消失方面；在发光二极管装置、电合成领域的 场效应管方面；和在生物技术，污染物的减少、饮用水的净化方面都有很 好的应用前景。
3）一般情况下，HOPG的棱面和基面是表现出相反的电化学性质。棱面电极表现 出较快的电转化率是因其自身缺陷导致的，基面电极是作为惰性电极被采用。
4）康普顿的实验小组组织了一次关于基面和棱面电化学特性不同的综合性探 究。此次实验是为了证明棱面的高电化学活性是否只是由于其自身缺陷？是 否有其他因素？
HOPG电极每层 的电活性在循 环伏安图中的 表现。
碳纳米管在1991年被Iijima 第一次发现，是 碳的同素异型体这个大家族的一名新成员， CNTs是由sp2构型的碳单元构成的，并且呈 现出无缝的六角蜂巢格子构型，直径只有几 纳米，长度也只有几微米。 CNTs可以分为两类，分别命名为单层管 （SWCNTs）和多层管(MWCNTs)。多层管可 以直观的看到其同轴紧密相连的石墨管。
石墨烯的构造同样可以改变其自身的电化学表现，有迹象表明： 不同的棱面结构可能会导致不同的电化学性质。除了打开石墨烯的 棱面可以控制棱面的折叠，利用单环、双环或多换也可以。
Ambrosi和他的实验伙伴发现，石墨烯打开边缘位置的ET比率相 比于铁氰化物折叠棱面的ET比率是有显著提升的。
3.3 碳 纳 米 管 （CNTs）
sp2型，例如：石墨、高定向热解石墨等
碳
质
材
sp3型，例如：金刚石
料
sp2-sp3组合型，例如：GD膜等碳膜
1.表1，碳质 材料的电化学 活性取决于它 们自身的固有 结构和一些其 他因素。
2. 通过研究基面和棱Biblioteka Baidu的结构和性质进 而得到碳质材料的性质。
3. 一般来讲，棱面对电化学活性影响较 大，基面较小。但这也不是一定的。在 特定条件下会有不同结果。
石墨烯是2D纳米材料，其中包含了单 种或多种的以sp2杂化的碳原子，这 些碳原子以共价键的形式形成了蜂巢 晶格结构。这种蜂巢网状结构是其余 同素异形体的基础结构，也就是说它 互相覆盖就会形成0D的富勒烯，卷曲 可以形成1D的碳纳米管，相互堆积可 以形成3D的石墨。
石墨烯因为其一些良好的性质和性能而被 广泛研究，这些性质包括它有非常大的表 面积（72000m2*g-1）,这个比石墨和碳纳 米管都要优秀。同样，在导电性方面它的 性能大概是单层纳米管的60倍左右。巨大 的表面积就会使其拥有强大的吸附能力。 蛋白质可以轻易的被吸附在石墨烯表面上 的ET比率也会在蛋白质的活动中心和电极 上得到促进。
电化学分析综述
主要作者
一. 摘 要
碳材料因为其多样性和一些良好的性能而被广泛研究。 其中包括在电化学方面、 生物化学以及环境化学方面的研究和应用。 此篇综述主要讨论了一些新的合成方法，新材料、新性质以及在电化
学方面的应用。
主要的碳材料为高定向热结石墨（HOPG），石墨烯（graphene)、 碳 纳米管（CNTs）以及碳膜（carbon films)。
3.McCreey在2008年提出了一个很好的概述，关于电化学以及电化学应用 的一些优势电极材料。这些材料包括微小结构的碳薄膜，掺杂硼的金刚 石膜，碳纤维等。
4.这篇综述的目标是要涵盖新的趋势、更新以及设计的发展、新型碳质 电化学材料的前期准备和应用以及一些典型的电分析方面的应用。
三. 碳质材料的分类及研究
用高分辨率的电镜对HOPG进行扫描，研究表明物理性的缺陷会对电 性能方面有较大的干扰。暴露出来的基层界面是有缺陷部位的，而 这种缺陷密度在正常情况下会对电测博的干扰有不同的响应，这就 解释了报告中所出现的对于同一个氧化还原反应其ET比率数量级会 有戏剧性变化这一现象。
3.2 石 墨 烯 (Graphene)
一种比较低的峰到峰的分离电势 (Ep)是以一些氧化还原性物质为特 征的。例如，垂直方向上的像刀 刃一样的石墨烯纳米片薄膜，它 是由一种新型的微波等离子体所 增大的CVD表现出的低电势值就非 常接近理想状态下的59mv电压值。
除去了基面的单层石墨烯棱面的电化学活性经常被用作基于纳米孔而形成 的紧实的石墨烯和Al2O3介电层。如此一个拥有5nm纳米孔的石墨烯棱面却 展示出了令人惊讶的高电流密度，12×104A*cm-1,这比报道过的碳纳米管 的电流密度高三个数量级，而且比石墨烯表面的电流密度高出更多。
因为HOPG其自身的高度有序的结构，所以经常被作为现代碳材料被用 作于研究ET动力学方面的实验。但是，之前所报道过的HOPG基面ET比 率的变化经常会达到几个数量级，这种变化是由于外逸层某些氧化还 原反应所导致的。
McCreey认为ET比率是凭借相当数量的氧化还原反应来维持不变的， 棱层之间的结构和表面密度也会影响其电性能。
3.1 高定向热解石墨（HOPG）
1）HOPG是由三个有序的石墨家族组成的，它们可以被看作三个几乎平行的石 墨烯叠加单元。它们分别是平面的底面,平行层和一个边缘平面垂直于基底表面。
2）HOPG每层都有强有力的共价键，而层与层之间却是微弱的范德华力。它 是由热解的碳在高温高压、基本无杂质的条件下合成的。
多层管是金属导体，而单层管 是金属性质还是半导体性质取 决于其自身的手性。单层管的 金属性的电流图和Ru(NH3)63+中 的不同电响应的半导体性质在 图9中表示。
在腺嘌呤中加入磷酸盐缓 冲溶液（PBS），分别放 在(a)EPPG,(b)Au，（c） GC,(d)BPPG,(e)BDD和（f） Pt的环境下，在50mv.s-1扫
描频率下进行循环伏安法 扫描。
令人感到欣喜的是，(a)GC,(b)PBDD，（c）HOPG的基面(d)BPPG,(e)EPPG这 五种电极均放置在PBS溶液中进行循环伏安扫描，最终发现HOPG的氧化峰
二. 引 言
1.碳质材料展示了许多良好的性质，比如说结构多样性、高度的化学适应 性、廉价、多领域潜力巨大。拥有相当大的电化学惰性，在表面化学和许 多氧化还原反应参与的电活性研究方面发挥着很大作用。
2.许许多多的碳质材料应运而生，在电分析、能量转换及存储方面；在电催 化、光电化学、电致变色和消失方面；在发光二极管装置、电合成领域的 场效应管方面；和在生物技术，污染物的减少、饮用水的净化方面都有很 好的应用前景。
3）一般情况下，HOPG的棱面和基面是表现出相反的电化学性质。棱面电极表现 出较快的电转化率是因其自身缺陷导致的，基面电极是作为惰性电极被采用。
4）康普顿的实验小组组织了一次关于基面和棱面电化学特性不同的综合性探 究。此次实验是为了证明棱面的高电化学活性是否只是由于其自身缺陷？是 否有其他因素？
HOPG电极每层 的电活性在循 环伏安图中的 表现。
碳纳米管在1991年被Iijima 第一次发现，是 碳的同素异型体这个大家族的一名新成员， CNTs是由sp2构型的碳单元构成的，并且呈 现出无缝的六角蜂巢格子构型，直径只有几 纳米，长度也只有几微米。 CNTs可以分为两类，分别命名为单层管 （SWCNTs）和多层管(MWCNTs)。多层管可 以直观的看到其同轴紧密相连的石墨管。
石墨烯的构造同样可以改变其自身的电化学表现，有迹象表明： 不同的棱面结构可能会导致不同的电化学性质。除了打开石墨烯的 棱面可以控制棱面的折叠，利用单环、双环或多换也可以。
Ambrosi和他的实验伙伴发现，石墨烯打开边缘位置的ET比率相 比于铁氰化物折叠棱面的ET比率是有显著提升的。
3.3 碳 纳 米 管 （CNTs）
sp2型，例如：石墨、高定向热解石墨等
碳
质
材
sp3型，例如：金刚石
料
sp2-sp3组合型，例如：GD膜等碳膜
1.表1，碳质 材料的电化学 活性取决于它 们自身的固有 结构和一些其 他因素。
2. 通过研究基面和棱Biblioteka Baidu的结构和性质进 而得到碳质材料的性质。
3. 一般来讲，棱面对电化学活性影响较 大，基面较小。但这也不是一定的。在 特定条件下会有不同结果。
石墨烯是2D纳米材料，其中包含了单 种或多种的以sp2杂化的碳原子，这 些碳原子以共价键的形式形成了蜂巢 晶格结构。这种蜂巢网状结构是其余 同素异形体的基础结构，也就是说它 互相覆盖就会形成0D的富勒烯，卷曲 可以形成1D的碳纳米管，相互堆积可 以形成3D的石墨。
石墨烯因为其一些良好的性质和性能而被 广泛研究，这些性质包括它有非常大的表 面积（72000m2*g-1）,这个比石墨和碳纳 米管都要优秀。同样，在导电性方面它的 性能大概是单层纳米管的60倍左右。巨大 的表面积就会使其拥有强大的吸附能力。 蛋白质可以轻易的被吸附在石墨烯表面上 的ET比率也会在蛋白质的活动中心和电极 上得到促进。
电化学分析综述
主要作者
一. 摘 要
碳材料因为其多样性和一些良好的性能而被广泛研究。 其中包括在电化学方面、 生物化学以及环境化学方面的研究和应用。 此篇综述主要讨论了一些新的合成方法，新材料、新性质以及在电化
学方面的应用。
主要的碳材料为高定向热结石墨（HOPG），石墨烯（graphene)、 碳 纳米管（CNTs）以及碳膜（carbon films)。
3.McCreey在2008年提出了一个很好的概述，关于电化学以及电化学应用 的一些优势电极材料。这些材料包括微小结构的碳薄膜，掺杂硼的金刚 石膜，碳纤维等。
4.这篇综述的目标是要涵盖新的趋势、更新以及设计的发展、新型碳质 电化学材料的前期准备和应用以及一些典型的电分析方面的应用。
三. 碳质材料的分类及研究
用高分辨率的电镜对HOPG进行扫描，研究表明物理性的缺陷会对电 性能方面有较大的干扰。暴露出来的基层界面是有缺陷部位的，而 这种缺陷密度在正常情况下会对电测博的干扰有不同的响应，这就 解释了报告中所出现的对于同一个氧化还原反应其ET比率数量级会 有戏剧性变化这一现象。
3.2 石 墨 烯 (Graphene)
一种比较低的峰到峰的分离电势 (Ep)是以一些氧化还原性物质为特 征的。例如，垂直方向上的像刀 刃一样的石墨烯纳米片薄膜，它 是由一种新型的微波等离子体所 增大的CVD表现出的低电势值就非 常接近理想状态下的59mv电压值。
除去了基面的单层石墨烯棱面的电化学活性经常被用作基于纳米孔而形成 的紧实的石墨烯和Al2O3介电层。如此一个拥有5nm纳米孔的石墨烯棱面却 展示出了令人惊讶的高电流密度，12×104A*cm-1,这比报道过的碳纳米管 的电流密度高三个数量级，而且比石墨烯表面的电流密度高出更多。