有机电化学应用研究进展_陈建
电解水制氢中钌基电催化剂的研究进展
电解水制氢中钌基电催化剂的研究进展姚俊杰;唐佳易;杨志娟;陈建;孙迎辉【摘要】能源枯竭引发了寻找替代能源的热潮,氢气作为一种清洁能源引起了人们的广泛关注,尤其关注于电解水制取氢气,因此开发高效、稳定、廉价的电解水析氢的催化剂就成为研究热点.本文综述了铂(Pt)族元素中最便宜的钌和钌基材料作为高效电催化剂在电解水析氢反应中的研究进展,展望了钌和钌基材料在电解水析氢反应中的产业化应用前景.【期刊名称】《电池工业》【年(卷),期】2019(023)003【总页数】6页(P151-156)【关键词】氢析出反应;电催化剂;钌基材料;进展【作者】姚俊杰;唐佳易;杨志娟;陈建;孙迎辉【作者单位】苏州大学能源学院和能源与材料创新研究院,江苏苏州 215006;江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室,江苏苏州 215006;苏州大学能源学院和能源与材料创新研究院,江苏苏州 215006;江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室,江苏苏州 215006;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590;苏州大学能源学院和能源与材料创新研究院,江苏苏州 215006;江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室,江苏苏州 215006【正文语种】中文【中图分类】TQ116.2+11 引言近年来，全球人口爆炸造成对不可再生的化石能源的需求逐年增长，日益短缺的化石能源的及其使用过程中对环境造成的污染等问题，促使人类急切地寻找新型能源来替代这种传统能源[1,2]。
目前发展的一些新型可再生能源有风能、潮汐能、核能、太阳能和氢能等，其中，氢能因其具有可再生、重量轻和热值高等优点在众多可再生能源中脱颖而出[3-5]。
如何高效低能耗的制备氢气也就成为发展氢能的研究重点之一[6-7]。
其中，环保清洁的电解水制氢是近年来高速发展的一种制氢方法[8-10]。
电解水的本质是水的分解，如图1所示是电解水的简单示意图。
有机电合成反应的研究与应用
有机电合成反应的研究与应用在有机化学领域中，有机电合成反应是一种研究及应用广泛的重要方法。
通过电化学方法，有机物可以在电极上进行氧化或还原，从而实现有机化学反应，进一步扩展了有机合成的范围。
本文将探讨有机电合成反应的研究进展和应用领域。
一、有机电合成反应的原理和机制有机电合成反应是利用电化学方法促进有机物的氧化还原反应。
该方法通过在电极上施加电压，形成一个氧化还原的电位差，从而引发有机物的化学反应。
常用的电化学方法包括电解法、电催化法和电化学发光等。
电解法是最基础的一种电化学方法，它利用电流通过溶液中的有机物，使其在电极上发生氧化或还原反应。
电催化法则是通过在电极表面引入催化剂，使有机物在催化剂的作用下发生氧化还原反应。
电化学发光则是利用电化学方法产生的化学反应生成激发态物质，再通过激发态物质的衰变发出光。
二、有机电合成反应的研究进展有机电合成反应在过去几十年中得到了广泛的研究和发展。
研究者们致力于开发新的电化学方法和电化学催化剂，以提高有机电合成反应的效率和选择性。
以下是一些研究领域的进展：1. 有机合成反应的电催化剂电催化剂在有机电合成反应中发挥着重要的作用。
传统的电催化剂包括金，铂，银等贵金属。
然而，近年来，一些有机化合物也被发现具有良好的电催化性能，如有机合金，有机金属配合物等。
这些有机电催化剂不仅具有较低的成本，还可以实现高效反应和可控选择性。
2. 有机电合成反应的机制研究为了深入理解有机电合成反应的机理，科学家们进行了大量的研究。
利用电化学方法和理论计算手段，他们揭示了有机电合成反应的中间体和过渡态，并提供了对反应路径的详细描述。
这为有机电合成反应的优化和设计提供了重要的理论指导。
3. 有机电合成反应的新方法和新策略随着研究的深入，越来越多的新方法和新策略被应用于有机电合成反应中，以提高反应的效率和选择性。
其中包括光电化学方法，电合成催化剂的设计和合成，以及控制电位的精确控制等。
三、有机电合成反应的应用有机电合成反应在有机合成领域具有广泛的应用前景。
电化学有机合成反应的研究与发展
电化学有机合成反应的研究与发展电化学有机合成反应是一种通过电流作为驱动力来实现有机化合物的合成的方法。
它是一种绿色、高效的合成方式，因为它不依赖于传统的高温、高压条件，同时还可以减少使用有害的溶剂和催化剂。
近年来，电化学有机合成反应得到了广泛的研究和发展，有望成为有机合成的新方向。
首先，电化学合成反应在底物范围上具有广泛的适应性。
传统有机合成反应往往局限在特定的底物或官能团上，而电化学反应可以克服这个限制。
通过调节电位和电流密度，可以激发原本惰性的有机官能团发生反应，从而实现复杂有机分子的合成。
比如，通过电化学反应可以实现对芳香烃的氧化反应，从而得到对应的酮或醛化合物。
这种广泛适应性使得电化学有机合成反应成为了有机化学领域的热门课题。
其次，电化学有机合成反应具有高度的可控性。
通过调节电位和电流密度，可以精确控制反应的进程和产物的选择。
这种可控性在传统有机合成反应中往往很难实现。
通过精确控制电事件和反应条件，可以实现复杂有机分子的合成和结构的调控。
这种可控性使得电化学反应在药物合成和功能材料合成中具有巨大的潜力。
另外，电化学有机合成反应还具有环境友好的特点。
传统有机合成反应往往需要使用大量的有机溶剂和催化剂，并且会产生大量的废液和废气。
而电化学反应通常使用无机溶液和电解质作为媒介，不需要添加有机溶剂，从而大大减少了环境污染。
同时，电化学反应还可以实现废液的回收和再利用，进一步减少了废料的产生。
然而，电化学有机合成反应仍然面临一些挑战。
首先是反应的效率和选择性问题。
有些电化学反应的效率较低，产物选择性不高，难以应用到实际的有机合成中。
此外，电化学反应还需要高纯度的溶剂和电解质，其成本较高，限制了其大规模应用。
因此，如何提高电化学反应的效率和选择性，降低成本是当前研究的重要课题。
为了克服这些挑战，研究者们正在不断探索新的电化学系统和电化学反应。
例如，一些研究者正在探索新型的电极材料，以提高电化学反应的效率和选择性。
电化学储能技术及其材料研究进展
电化学储能技术及其材料研究进展近年来，随着能源需求的增长和环境保护意识的提高，电化学储能技术备受关注。
电化学储能技术是指利用电化学反应将能量转化存储起来，并在需要时释放能量的一种技术。
它在电动汽车、可再生能源储存以及移动通讯设备中有着广泛的应用。
本文将从电化学储能技术的原理、材料研究进展以及未来发展趋势等方面进行探讨。
电化学储能技术的原理是基于电化学反应的能量转化和储存。
电化学储能系统主要由电极、电解质和隔膜等组成。
在充电过程中，电化学反应使得电流通过电解质，在正极电极中储存电荷。
在放电过程中，反应逆转，电荷从正极流向负极释放能量。
其中，电极材料是决定电化学储能性能的关键因素。
常见的电极材料包括锂离子电池中的碳材料、锂硫电池中的硫材料、钠离子电池中的硒材料等。
在锂离子电池中，碳材料是最常用的负极材料，具有优异的循环稳定性和安全性能。
同时，通过控制碳材料的结构和表面修饰等方法，可以进一步提高电池的容量和循环寿命。
对于正极材料，很多研究聚焦于提高材料的比容量和减少容量衰减。
传统的锂离子电池正极材料如钴酸锂、镍酸锂等，在容量和稳定性上存在局限。
因此，研究人员转向新颖的正极材料，如锁态化合物和多元化合物等。
这些新材料的研究为锂离子电池的性能提升提供了有益的途径。
除了锂离子电池，锂硫电池也是一种备受关注的电化学储能技术。
锂硫电池具有高能量密度和低成本的优势，被认为是下一代电池技术的潜在候选者。
然而，锂硫电池在可充放电循环寿命和电导率方面仍存在问题。
近年来，通过引入纳米材料、多孔材料和导电添加剂等方法，研究人员取得了显著的进展。
这些方法可以提高锂硫电池的能量密度、循环寿命和电导率，推动该技术向商业化发展。
钠离子电池作为锂离子电池的替代技术，受到了越来越多的关注。
钠离子电池具有丰富的资源、低成本和高比容量的优势。
然而，钠离子电池的研究相对较少，与锂离子电池相比，还存在很多挑战需要克服。
例如，电解质的选择、电极材料的设计和稳定性等问题都需要进一步研究。
有机电化学合成技术研究及应用
有机电化学合成技术研究及应用有机电化学合成技术是一种研究领域，涉及有机物的化学合成及其应用。
这种技术在化学领域中，一直都是热门的研究方向之一。
近年来随着电子和计算机技术的发展，有机电化学合成技术在理论和实践中都有所突破和进展。
有机电化学合成技术是利用电化学的方法，在有机化学反应中研究有机分子的合成和反应。
电化学反应是指，在电场作用下，化学物质发生氧化还原反应，促进有机物分子合成。
这种技术能够促进化学反应的发生，提高反应的效率和选择性，同时也能够大大缩短合成反应时间，为有机合成提供更加快捷、简便、环保的方法。
从历史的角度来看，有机电化学合成技术在20世纪初就开始研究并应用于实践。
最初的这些研究大多依靠实验发现，例如在1910年代，科学家们发现在电解液中的反应可以生成新的有机物，这就促进了电化学合成技术的发展。
但是，当时由于技术局限，反应效果并不理想，很多次的合成都未能顺利完成。
随着现代技术的发展，有机电化学合成技术在20世纪80年代到90年代逐渐成熟。
这个时期被称为有机电化学合成技术的黄金时期，开创了新的有机化学合成方法。
其中，早期的工业应用主要是制造铜箔时利用电化学技术反应，后来也才逐渐应用于有机合成领域。
随着20世纪90年代后期，高通量合成技术逐渐成为主流，有机电化学合成技术的应用领域也开始做出改变。
这种技术在高通量合成研究中被广泛采用，用于生产多种不同的有机化合物。
这种技术可以在短时间内生产多种不同的有机分子，可用于新药物的开发、化学品的生产、材料的制备等领域，为人类社会的发展做出贡献。
近年来，随着绿色化学和可持续发展理念的不断提出，有机电化学合成技术也得到了更多的关注。
这种技术具有高效、可控、绿色化等特点，这与可持续发展的要求是非常相符的。
因此，这种技术的研究和应用受到了更广泛的关注，成为了有机合成领域的重要研究方向。
总之，有机电化学合成技术在化学领域中有着不可替代的地位。
近年来，这种技术得到了更多科学家的关注和热情投入。
植根电化学应用_创新低碳绿色技术——记华东理工大学化工学院教授张新胜及其团队
植根电化学应用 创新低碳绿色技术——记华东理工大学化工学院教授张新胜及其团队 张 闻 孙雅琴 一提起化工行业，人们普遍对这一领域的印象就是与污染、毒害和危险相伴，不少人谈“化”色变，唯恐避之不及。
21世纪以来，在世界能源需求日益突出、环境保护意识不断强化、信息技术变革日新月异的时代大背景下，电化学技术逐渐成为炙手可热的研究领域，并在近些年来进入了发展的黄金时期。
电化学技术是一门绿色的工业技术，其工艺本身的特点正是当前化学工业发展中颇受重视和关注的高效、节能、安全、无公害工艺。
现如今，在我国工业三废排放量仍居高位，工业污染治理投资空间巨大的社会现状下，加强电化学技术的工业应用更是迫在眉睫。
华东理工大学化工学院教授张新胜所领导的科研团队便是我国深耕在这一领域的中坚科研力量。
“科研不是纸上谈兵，而是要通过科研院所、应用单位共同合作，完成当前国家与社会发展所需要的科研课题。
”秉承着这一宗旨，多年来张新胜领导科研团队面向化工、能源和环境需求，扎根于电化学技术应用中，先后承担国家及企业项目30余项，成为国内少有的能够通过电化学方法来成功实现高附加值有机化学品、电子化学品、工业废盐高值转化的工业应用研究团队。
三十年如一日，他和团队真正做到了脚踏实地，将科研写在祖国大地上。
以梦为马——不懈进取的求学之路1984年7月，从湖南大学基本有机化工专业本科毕业的张新胜被分配到河南省洛阳化工四厂工作。
在企业一线工作的5年间，他从新产品研发到新产品装置的设计、安装和试运行，积累了丰富的实践经验。
勤学好问的他，在企业工作期间曾多次前往上海，向华东化工学院祁国珍教授和复旦大学陶凤岗教授求教，两位教授给予了他无私的帮助，让张新胜受益匪浅。
但是，随着深入研究探索，他也逐渐感受到所学知识不足以解决工作中遇到的技术问题，因此下定决心要进一步深造。
当他向工厂申请考研时，工厂却不同意他外出学习。
在这种情况下，张新胜仍旧没有放弃继续深造的决心，经过两年多的努力，他的真诚最终打动了领导，并同意了他的报考请求。
电化学反应的新发现和研究
电化学反应的新发现和研究电化学反应是指在电化学系统中由于电子交换所引起的化学反应。
它是电化学的基础和核心，被广泛应用于化学和能源领域。
近年来，随着科技的不断进步和研究的深入，电化学反应领域也涌现出了许多新的发现和研究方向，为化学和能源领域的发展提供了有力支撑。
1. 电解水制氢技术的研究电解水制氢技术是一种先进的制氢方法，利用电化学反应在水中分解出氢和氧气。
近年来，关于电解水制氢技术的研究不断深入，许多新型电解水制氢技术得到了广泛应用，如光电化学水分解、氧化锆膜电解水分解等。
这些技术具有高效、环保、可持续等特点，并有望解决未来能源和环境问题。
2. 电化学CO2还原技术的发展电化学CO2还原是指利用电化学反应将CO2还原成有价值的化学品，如甲烷、甲酸等。
这种技术被视为是一种可持续发展的清洁能源技术，可以有效降低CO2排放，减缓全球变暖。
近年来，电化学CO2还原技术得到了广泛关注，不断有新发现和研究，例如利用金属催化剂、光电化学等方法提高CO2的还原效率和选择性等。
3. 电化学纳米结构的制备和应用电化学纳米结构的制备和应用是一种新兴的领域，通过电化学反应方法制备出具有特定形貌、成分和结构的纳米材料。
这些材料具有许多优异的性能和应用，如高的比表面积、催化活性、光电性能等。
电化学反应可以控制纳米结构的形成过程，可以在原位调整形貌和成分，因此有望成为制备具有特殊性能和功能的纳米材料的有效方法。
4. 电化学储能技术的研究电化学储能技术是新能源技术的重要组成部分，是将电能转化为化学能并储存起来的一种技术。
电化学储能技术的应用广泛，如锂离子电池、超级电容器等。
近年来，随着科技的进步和需求的增加，电化学储能技术也在不断发展，许多研究致力于改进储能器件的性能和容量，例如利用二次电池、纳米结构等方法提高储能器件的性能等。
总之，电化学反应的新发现和研究给化学和能源领域带来了许多突破性的进展，这些进展具有重要意义和潜力，有望成为解决全球能源和环境问题的重要工具。
电化学技术的新发现和新应用
电化学技术的新发现和新应用电化学技术作为一种逐步发展的力量，在现代科技社会中扮演着重要的角色。
它可以用于多种行业，包括能源、环保、制药和制造业等。
随着科技的发展，电化学技术也在不断地实现新的突破，应用范围也在不断地扩大。
下文将探讨电化学技术的新发现和新应用。
1. 超级电容器超级电容器是一种可以存储和释放高电流的电池组件。
它们具有高能量密度、高功率密度和长寿命等特点。
近年来，研究人员通过改进超级电容器的材料和内部结构，提高了它们的性能。
比如，一种基于金属有机框架材料的超级电容器，可以在宽温度范围内提供高能量密度和高的功率密度。
此外，研究人员还开发了一种基于纳米材料的超级电容器，比传统超级电容器的储能密度高出数十倍。
2. 电催化合成电催化合成是一种通过电流催化可控合成分子的方法。
与传统化学合成方法相比，电催化合成可以实现更高的反应选择性和效率。
例如，研究人员利用电化学方法合成了一种可控的多孔性分子，用于气体储存和分离。
另外，研究人员还发现通过电化学反应可以实现对分子的加氢还原和氧化等反应，从而为催化反应提供了新的手段。
3. 纳米电极纳米电极是一种具有纳米级别尺寸的电极。
由于具有传统电极无法匹敌的高表面积，纳米电极具有更高的电化学反应效率和更快的速度。
例如，研究人员将纳米电极应用于电化学检测，可以实现更高的灵敏度和更快的分析速度。
另外，纳米电极还可以用于高通量分析、电化学合成等领域。
4. 电催化水氧化电催化水氧化是一种通过电流催化水分子分解产生氧气和氢气的方法。
这种方法不需要外部能源，只需要通过电压激励即可分解水分子。
由于产生的氢气是一种可再生的清洁能源，在能源领域有很大应用前景。
例如，利用电催化水氧化技术，可以实现水分子中氢元素的高效转化为氢气燃料，解决能源短缺和污染问题。
总结：电化学技术在现代科技社会中发挥着越来越重要的作用，随着研究和实践的不断深入，它们的性能和应用范围也在不断地提升。
在未来，还有更多的发现和应用在等待我们去探索和开发。
电化学合成技术在能源化学中的研究进展
电化学合成技术在能源化学中的研究进展能源是人类社会发展的重要物质基础，随着全球能源需求的不断增长和传统能源的日益枯竭，开发新型、高效、清洁的能源技术已成为当务之急。
电化学合成技术作为一种具有巨大潜力的能源转化和存储手段，在能源化学领域取得了显著的研究进展。
电化学合成技术是通过在电极表面发生的氧化还原反应，将电能转化为化学能或反之，从而实现物质的合成和转化。
这一技术具有许多独特的优势，如反应条件温和、选择性高、易于控制等，使其在能源化学领域得到了广泛的应用。
在能源存储方面，锂离子电池是目前最为常见的电化学储能装置之一。
通过电化学合成技术，可以制备出高性能的电极材料，如锂离子电池的正极材料（如钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等）和负极材料（如石墨、硅基材料等）。
这些材料的性能直接影响着锂离子电池的能量密度、充放电性能和循环寿命。
近年来，研究人员通过优化电化学合成条件，如控制电位、电流密度、反应时间和温度等，成功地制备出了具有纳米结构的电极材料。
纳米结构可以增加电极材料的比表面积，提高离子和电子的传输速率，从而显著改善锂离子电池的性能。
除了锂离子电池，超级电容器也是一种重要的电化学储能装置。
超级电容器的电极材料通常包括碳材料（如活性炭、石墨烯、碳纳米管等）和赝电容材料（如金属氧化物、导电聚合物等）。
电化学合成技术可以实现对这些电极材料的精确调控，例如通过电沉积法在电极表面生长出具有特定形貌和结构的金属氧化物或导电聚合物，从而提高超级电容器的比电容和功率密度。
在能源转化方面，电化学合成技术在燃料电池领域也发挥着重要作用。
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其中质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）是研究的热点。
对于 PEMFC，电化学合成技术可以用于制备高性能的催化剂，如铂基催化剂和非铂催化剂。
通过控制催化剂的组成、粒径和形貌，可以提高催化剂的活性和稳定性，降低燃料电池的成本。
有机电化学的新进展_陈敏元
1 2 起电子移动催化剂的作用 反应性电极溶出的金属离子具有电子移动催化
剂的作用。例如在使用镁电极的脂肪族酯的电还原 反应中, 由反应性电极溶出的镁离子以催化剂量存 在, 用 LiClO4 做支持电解质, 在 t- BuOH 的 存在下,
[ J] . ( 日) 电气化学, 1997, 65( 8) : 622- 626.
[ 10] 氵关刂上寿雄, 西山 繁.
! ∀ 键元素
有 机电解合 成
[ J] . ( 日) 电气化学, 1997, 65( 8) : 626- 630.
[ 11] 昆野昭则. 有机电解反应
! 光及 磁场 效果[ J] . ( 日 )
关于磷化合物电极反应的研究还很少, 最近引 起了人们的兴趣, 来探讨三价磷化合物进行电氧化
生成阳离子自由基用于化学合成的可能性。
三芳基磷 与亲核试剂( Nu- L) 共存下, 在非水
溶液中电解, 生成阳离子自由基 , 进一步电解并与
亲核试剂反应生成 4 级磷盐 。这用通常的化学法
是难以得到的。另外还能进行双极反应, 合成醛、酮 以及醇类脱氧等。
Abstract:The recent mighty advancement of organic electrochemistry such as organic electrosynthesis with consumable electrodes, organic electrochemistry using elements of group , organic electrosynthesis with compounds of P ( ) , organic electrosynthesis using halogen as bonding elements and the influence of light and magnetic field upon organic electrosynthesis was reviewed in this paper. Key words: organic electrochemistry; organic electrosynthesis; advancement
电化学合成技术在能源转化中的新进展与应用
电化学合成技术在能源转化中的新进展与应用在当今全球能源需求不断增长和环境问题日益严峻的背景下，寻找高效、清洁和可持续的能源转化技术已成为当务之急。
电化学合成技术作为一种具有巨大潜力的能源转化手段，近年来取得了显著的新进展，并在能源领域展现出广泛的应用前景。
电化学合成技术的基本原理是利用电能驱动化学反应，将原料转化为具有更高能量或更有价值的产物。
这一过程通常涉及电子的转移和离子的迁移，通过精心设计的电极材料、电解质溶液和反应条件，可以实现对反应的精确控制和优化。
在能源转化领域，电化学合成技术的一个重要应用是燃料电池。
燃料电池能够将化学能直接转化为电能，具有高效、清洁和安静等优点。
其中，质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）是目前研究的热点。
PEMFC 以氢气为燃料，在质子交换膜的作用下，氢气在阳极发生氧化反应产生质子和电子，质子通过膜传递到阴极，与氧气结合生成水，同时电子通过外电路形成电流。
SOFC 则工作在较高温度下，能够使用多种燃料，如氢气、甲烷等，具有更高的能量转化效率和燃料适应性。
除了燃料电池，电化学合成技术在储能领域也发挥着关键作用。
锂离子电池是目前最常见的储能装置之一，其性能的提升很大程度上依赖于电化学合成技术的进步。
通过优化电极材料的结构和组成，如开发高容量的正极材料（如三元材料、磷酸铁锂等）和高性能的负极材料（如硅基材料、金属锂等），可以显著提高电池的能量密度和循环寿命。
同时，新型的电化学储能技术，如钠离子电池和钾离子电池，也在不断发展。
这些电池具有资源丰富、成本低廉等优势，有望在未来的大规模储能中得到应用。
在可再生能源的转化和存储方面，电化学合成技术也展现出了独特的魅力。
例如，通过电解水可以将电能转化为氢气，实现能源的存储和运输。
电解水过程包括阳极的析氧反应（OER）和阴极的析氢反应（HER）。
开发高效、稳定且廉价的 OER 和 HER 催化剂是提高电解水效率的关键。
有机电化学合成及研究进展
有机电化学合成及研究进展第一篇：有机电化学合成及研究进展有机电化学合成及其发展方向摘要介绍有机电化学合成的原理，研究内容。
有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。
有机电化学的高效、经济、无污染性。
还有有机电化学合成的若干发展方向。
关键词有机电化学发展方向绿色化学Review on organic electrosynthesis and its Development trendAbstractIn this paper，the principle and the research method of organic electro-ynthesis---one of the most efficient green technology was discussed.The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages co-mparing to the tradition organic synthesis were expounded.Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic anic electrosynthesis of high efficiency, no pollution.There are several development directions of organic electrosynthesis.Key words：organic electrosynthesis；developments of research；Green Chemistry;引言部分以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂，通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等学科的交叉学科。
有机合成中的电化学方法研究
有机合成中的电化学方法研究有机合成是化学领域的重要研究方向之一，它通过一系列的反应步骤将简单的化合物转化为复杂的有机分子。
有机合成的方法研究至关重要，因为它决定了新化合物的构建速度和效率。
在有机合成中，电化学方法作为一种绿色、高效、可控的合成手段吸引了广泛的关注。
电化学是研究电子输运、电荷转移和离子输运的科学。
在有机合成中，电化学方法可以用于氧化、还原和导电活性的有机合成反应。
这些反应通常发生在电极表面或电极上的电解质界面。
一种常见的电化学方法是电化学还原。
在电化学还原反应中，外加电势通过电解质溶液中的电流传导到电极上，导致溶液中的还原剂在电极表面上被还原为相应的产物。
这种方法可以用于制备具有高度还原性的有机分子，并且可以通过改变电位来控制反应的选择性和产物的构型。
电化学还原在有机合成中的应用广泛而多样。
例如，它可以用于制备不对称有机分子。
通过选择适当的电位和还原剂，可以在有机分子的特定功能基团上实现还原反应，而不影响其他部分。
这种选择性可以为有机合成提供更多的可能性，使得复杂的有机分子的合成更加高效和可控。
另一种电化学方法是电化学氧化。
在电化学氧化反应中，外加电势通过电解质溶液中的电流传导到电极上，导致溶液中的氧化剂在电极表面上被氧化为相应的产物。
这种方法可以用于制备具有高度氧化性的有机分子，并且可以通过改变电位来控制反应的选择性和产物的构型。
电化学氧化在有机合成中的应用也是多样的。
例如，它可以用于制备具有特定氧化状态的有机分子。
通过选择适当的电位和氧化剂，可以在有机分子的特定位置上实现氧化反应，而不影响其他部分。
这种选择性可以为有机合成提供更多的可能性，使得复杂的有机分子的合成更加高效和可控。
此外，电化学方法还可以用于导电活性有机分子的制备。
导电活性有机分子具有电子传导特性，可以应用于有机电子器件、光电器件和能源存储器件等领域。
电化学方法可以通过电聚合等反应将单体转化为聚合物，并控制聚合物的分子量和结构。
电化学体系中羟基自由基产生机理与检测的研究进展
电化学体系中羟基自由基产生机理与检测的研究进展作者：陈建孟， 潘伟伟， 刘臣亮作者单位：浙江工业大学,生物与环境工程学院,浙江,杭州,310032刊名：浙江工业大学学报英文刊名：JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY年，卷(期)：2008，36(4)被引用次数：1次1.ESPLUGAS S,GIMENEZ J,CONTRERAS S,et -parison of different advanced oxidation processes for phenol degradation[J].Water Research,2002,36:1034-1042.2.CHENG F C,JEN J F,TSAI T H.Hydroxyl radical in living systems and its separationmethods[J].Journal of Chromatog-raphy B,2002,781(1-2):481-496.3.BRILLAS E,BASTIDA RM,LLOSA E,et al.Electrochemi-cal destruction of aniline and 4-chloroaniline for waste-water treatment using a carbon-PTFE O-2-FED cathode[J].Journal of the Electrochemical Society,1995,142(6):1733-1741.4.刘淼,刁伟力,吴迪,等.羟自由基在电极电解过程中的形成规律[J].高等学校化学学报,2005,26(12):2223-2226.5.陈震,陈晓,郑曦,等.溶液pH及电流浓度对电化学法生成羟基自由基降解机制的影响[J].环境科学研究,2002,15(3):42-44.6.POZZO A,FERRANTELLI P,MERLI C,et al.Oxidation efficiency in the eleetro-Fenton process[J].Journal of Applied Electrochemistry,2005,35:391-398.7.KISHIMOTO N,MORITA Y,TSUNO H,et al.Advanced 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Man-li过氧化氢存在下电化学高级氧化法处理苯酚废水-西安建筑科技大学学报（自然科学版）2007,39(3)以苯酚的电化学氧化为模型反应,在Ti/RuO2-IrO2阳极、石墨阴极体系上,外加过氧化氢并控制电压为1.0 V进行电化学氧化降解研究,以提高活性氧浓度和减少氧的析出,提高氧化降解效率.结果表明,苯酚的直接电化学氧化作用可以忽略不计,而主要发生的是有自由基参与的高级氧化过程.过氧化氢首先在电极上氧化或还原产生HO2·和HO·自由基,这些自由基进攻苯酚,可以使绝大多数的苯酚转化为苯醌,并进一步开环生成分子量更小的脂肪酸,苯酚的去除率可以达到85%.1.刘建伟.杨长河羟基自由基检测方法的研究进展[期刊论文]-江西化工 2009(2)本文链接：/Periodical_zjgydxxb200804015.aspx授权使用：江南大学(wfjndx)，授权号：7dd310cd-bd4c-4f4f-b148-9dc100c8ca14下载时间：2010年7月28日。
电化学应用技术的研究与发展
电化学应用技术的研究与发展近年来，电化学应用技术在材料科学、环境保护和生物医学等领域的研究得到了广泛关注。
电化学的基本原理是利用电子迁移和离子传输来实现化学反应。
电化学应用技术通过调控电极电位、电解液成分和反应环境等因素，实现对物质的电化学转化和分离纯化，为实现高效能和可持续发展提供了新的技术手段。
一、电化学制备新型材料电化学方法制备新型材料是电化学应用技术的一个重要领域。
电化学沉积、电解炼金、电解氧化等方法可以制备出高质量、高均匀性的金属、合金、氧化物等材料。
其中，电化学沉积是一种简单、可控、经济的制备方法，可以制备出具有优异性能的纳米材料。
电解炼金可通过调控电极电位和电解液成分等条件来控制合金成分和结构，制备高纯度的合金材料。
电解氧化可以制备出高质量的氧化物薄膜，广泛应用于电化学传感器、催化剂、涂层等领域。
电化学方法制备的新型材料具有优异的物理化学性质和应用前景，是推动材料科学发展和应用的重要手段。
二、电化学污染治理电化学污染治理是电化学应用技术的另一个重要领域。
电化学技术可以实现高效能、低成本的污染治理。
电化学氧化、电化学还原、电化学合成氯化物等方法可以对废水、废气等各种污染物进行处理。
其中，电化学氧化是一种高效能、无二次污染的废水处理技术，可以去除水体中的有机污染物、重金属、氯离子等。
电化学还原可以将废水中的有机物质还原为二氧化碳和水，实现废弃物的无害化处理。
电化学合成氯化物可以利用电流将溶解氯气和氢氧化物结合反应得到氯化物，该方法在废水重金属处理、重金属回收等领域得到了广泛应用。
三、电化学能源技术电化学能源技术是电化学应用技术的又一个重要领域。
电化学能源技术包括电池、电解电容器、燃料电池、太阳能电池等。
其中，锂离子电池是一种广泛应用的电化学储能装置，被广泛应用于移动电源、新能源汽车等领域。
电解电容器是一种高容量、高能量密度的装置，可以应用于计算机、照明等领域。
燃料电池具有高效能、低污染的特点，广泛应用于汽车、火箭等领域。
电化学法制备金属有机骨架材料的研究进展
电化学法制备金属有机骨架材料的研究进展随着新材料领域的不断发展壮大，金属有机骨架材料 (Metal-Organic Frameworks, MOFs) 作为一类具有多孔结构和特殊性质的新兴材料，引起了广泛的研究兴趣。
电化学法是一种制备MOFs的新兴方法，具有低成本、简单易行以及对材料形态和结构的可控性强等特点，在MOFs领域中备受关注。
本文将从电化学法制备MOFs的原理、方法以及研究进展等方面进行论述，从而全面了解电化学法在MOFs研究中的应用。
一、电化学法制备MOFs的原理MOFs是由金属离子与有机配体通过配位键连接而成的多孔晶体材料。
电化学法是一种利用电化学的原理来制备MOFs的方法。
其核心思想是在适当的电势作用下，通过合适数量的金属离子和有机配体，在电极表面或电解质中发生配位反应，从而形成MOFs。
该方法具有原料易得、制备条件温和以及可控性好等优点。
同时，电化学法还可通过调节电场、电势和电解质体系等参数来实现所需的材料形态和结构，使得MOFs的制备更加灵活和多样化。
二、电化学法制备MOFs的方法1. 电沉积法：该方法通过直接在电极表面或电解质中进行电化学沉积，将金属离子和有机配体结合在一起，形成MOFs。
通过调节电沉积条件，如电流密度、电压和电解质浓度等，可以控制MOFs的生长速率和形貌。
2. 电解液浇注法：该方法将金属离子和有机配体分别溶解在不同的电解液中，并通过浇注的方式将两种电解液注入电解池中。
在电子流的作用下，金属离子和有机配体发生配位反应，进一步形成MOFs。
这种方法可以通过选择不同的离子和配体来制备各种不同类型的MOFs。
3. 模板电极法：该方法利用模板电极上的微小电极孔作为MOFs的模板，在电化学沉积的过程中，金属离子和有机配体在模板孔内发生配位反应，从而形成具有孔道结构的MOFs。
通过调节模板孔的尺寸和形状，可以实现对MOFs孔道结构的调控。
三、电化学法制备MOFs的研究进展近年来，电化学法制备MOFs的研究取得了许多突破性进展。
电化学合成技术在有机合成中的应用探索
电化学合成技术在有机合成中的应用探索有机合成学作为一门重要的基础科学，不仅是化学、药学、材料科学等重要的研究领域的基础，也为现代工业的发展提供了重要的支撑。
在有机合成中，合成方法及反应体系的改进一直是有机化学家们努力的方向。
在电化学合成技术的发展下，有机合成中最具代表性的反应之一即可实现。
一、电化学合成技术的基础概念电化学合成技术指的是在电化学反应中利用电流的作用，引发有机分子或离子的氧化还原反应的一种合成方法。
它不同于传统的热化学合成方法，主要的特点是在温和条件下进行合成，反应产物的选择性高，反应速度快，还可以避免有毒副产物的产生等。
二、电化学合成技术的应用电化学合成技术在有机合成中有着广泛的应用。
研究者们已经用电化学反应合成了多种天然物质、活性化合物、功能化分子等。
以下针对电化学合成技术在有机合成中的应用进行探讨。
1. 在天然产物的全合成中的应用天然产品的全合成，无疑是有机化学研究中的最具挑战性的领域之一。
电化学合成技术可以在较温和的反应条件下，实现一些复杂的天然产物和类似物的全合成。
以非常规、新颖的方法身登化学巨人的宝座。
近年来，全球最为关注的研究之一即是通过电化学合成技术合成复杂天然产物。
例如，研究者们通过电化学氢化方式合成了通心络霉素，经过了41步反应，总收率仅为0.18%。
当然，电化学氢化技术还可以用于合成一些其他的天然产物，如肉桂醛等。
2. 在药物合成中的应用电化学合成技术在药物合成中的应用是复杂和多样的，可以实现药物中各种化学反应。
利用电化学反应技术可以实现各种类别的药物的合成，如疫苗、蛋白质药物等。
例如，美国学者利用电化学氧化法合成了帕克替尼布，这是一种用于治疗关节炎的药物。
该合成方法与使用传统氧化剂的合成方法相比而言，反应条件更温和，不会产生有毒副产物。
3. 在功能材料合成中的应用通过电化学合成技术有可能制备出各种具有不同性质的复合材料。
例如，太阳能电池、光敏电极等都是通过电化学合成技术制备的。
电化学合成技术在有机合成中的应用前景
电化学合成技术在有机合成中的应用前景电化学合成技术是一种利用电流在电解质溶液中催化有机合成的方法。
它具有高选择性、高效率、可重复性好等优点，被认为是有机合成领域的一项革命性技术。
电化学合成技术的广泛应用将为有机合成领域带来新的发展机遇。
首先，电化学合成技术能够实现高选择性合成。
传统的有机合成通常需要使用多步反应，合成过程中会产生大量的副产物。
而电化学合成技术能够通过调节电流、电位等参数，控制反应过程中的中间体生成，从而选择性地合成目标产物。
这不仅减少了副产物的生成，还提高了合成效率。
其次，电化学合成技术在环保和可持续发展方面具有重要意义。
传统的有机合成大多依赖于化学试剂，会产生大量的废弃物和有害物质。
而电化学合成技术在反应过程中只需电流和电解质溶液，无需使用传统的化学试剂，减少了对环境的污染。
同时，电化学合成技术还能够实现废物再利用，将废弃物转化为有用的化合物，促进了可持续发展。
此外，电化学合成技术在不对称合成中展现出了独特的优势。
不对称合成是有机合成中的重要领域，具有重要的研究意义和应用价值。
传统的不对称合成方法多依赖于手性催化剂，但这些手性催化剂往往价格昂贵，合成困难。
而电化学合成技术通过电解质溶液中的离子迁移，可以实现手性物质的合成，大大降低了成本和合成难度。
此外，电化学合成技术还能够在药物合成、精细化工等领域中发挥重要作用。
药物合成是电化学合成技术在实际应用中的重要领域之一。
许多药物的合成过程中需要使用复杂的催化剂和试剂，但电化学合成技术可以通过调节反应条件，实现药物的高效、高选择性合成。
此外，电化学合成技术还可以用于精细化工中的有机合成，如合成染料、涂层材料等，提高了合成效率和产物的质量。
综上所述，电化学合成技术在有机合成中有着广阔的应用前景。
它通过高选择性、环保和可持续发展等特点，为有机合成领域带来了新的发展机遇。
随着电化学合成技术的不断发展和完善，相信它将在有机合成中发挥越来越重要的作用，为化学和药物领域的发展做出更大的贡献。
电化学合成技术在有机材料制备中的应用
电化学合成技术在有机材料制备中的应用随着科学技术的进步，有机材料在诸多领域中的应用越来越广泛。
为了满足不同领域对有机材料性能的需求，科学家们不断探索新的合成方法。
电化学合成技术，作为一种绿色、高效、可控的合成方法，逐渐成为有机材料制备的热门领域。
本文将介绍电化学合成技术在有机材料制备中的应用，并深入探讨其优点和潜在的挑战。
一、电化学合成技术概述电化学合成技术是一种利用电化学反应将物质转化为其他物质的合成方法。
它基于电化学原理，通过调节电位和电流密度来实现有机物的合成。
相比传统的化学合成方法，电化学合成技术具有以下优点：1.1 环境友好：电化学合成过程中无需添加有毒有害的化学试剂，减少了对环境的污染。
1.2 可控性强：通过调节电位和电流密度，可以精确控制反应的速度和产物的结构，实现对有机材料合成的精确调控。
1.3 能耗低：电化学合成时仅消耗少量的电能，相比热化学合成能耗更低。
1.4 反应条件温和：电化学反应常在室温下进行，避免了高温反应对有机物的破坏。
二、电化学合成技术在有机材料制备中的应用在有机材料制备中，电化学合成技术被广泛应用于有机合成、聚合物合成及表面修饰等领域。
2.1 有机合成电化学合成技术在有机合成中具有独特的优势。
通过电化学合成，可以实现对分子结构和官能团的精确控制。
比如，通过电化学氟代反应，可以将氟原子引入有机分子中，从而改变其化学性质和药理性质。
此外，电化学合成还可以用于化学键的形成和断裂反应，拓展了有机合成的反应范围。
2.2 聚合物合成电化学合成技术在聚合物合成中也发挥着重要作用。
传统的聚合物合成方法中，常常需要使用有机溶剂和高温反应条件，而这些条件对有机材料的稳定性和纯度有一定的影响。
而电化学合成技术可以在温和条件下进行聚合反应，避免了有机溶剂的使用，并且产物的纯度更高。
此外，通过调节电位和电流密度，还可以控制聚合物的分子量和分子量分布，得到具有不同性能的聚合物材料。
2.3 表面修饰电化学合成技术在表面修饰领域也得到了广泛应用。
电化学合成技术在有机合成中的应用前景
电化学合成技术在有机合成中的应用前景随着科学技术的不断进步，电化学合成技术作为一种绿色、高效的合成方法逐渐受到研究人员的关注。
电化学合成技术是利用电流通过电解池中的电解质溶液进行合成反应，通过控制电流、电位等参数来控制反应的进行，具有反应温度低、废物产量少、反应速度快等优点。
在有机合成领域，电化学合成技术有着广阔的应用前景。
首先，电化学合成技术在有机合成领域可以实现单电子转移反应，这为一些难以通过传统方法实现的反应提供了新的途径。
例如，传统有机合成中酚类化合物的羟基化反应需要较高的温度和压力条件，且反应产物多为一系列杂质。
而通过电化学合成技术，可以在室温下，通过电解质溶液中的氧供体供给氧原子，实现对酚类化合物的羟基化，得到高纯度的羟基化产物。
这不仅提高了反应的选择性和产率，还减少了环境污染。
其次，电化学合成技术在有机合成中可以实现无机电解还原、氧化合成有机化合物，在某些有机合成反应中具有很大的优势。
例如，传统有机合成中对氨的催化氧化由于反应条件苛刻，往往需要较高的温度、高催化剂用量和环境污染副产物。
而利用电化学合成技术，可以通过对电解池中的电流密度和电位进行调控，实现氨的电化学氧化反应。
该方法反应条件温和、催化剂用量低、无副产物，能够实现对氨的高效氧化合成，具有很大的应用潜力。
另外，电化学合成技术在有机合成中还可以实现绿色、可持续发展的化学过程。
相比传统有机合成方法，电化学合成技术可以利用电解池中的电流在溶液中产生电子和离子反应，从而实现氧化还原反应和复杂有机化合物的构建。
这种方法不需要高温高压条件，无需大量使用有害催化剂和溶剂，减少了对环境的污染。
同时，电化学合成技术还可以通过可再生能源驱动，实现能源消耗和排放的降低，符合可持续发展的理念。
此外，电化学合成技术在有机合成中还可以实现对不对称合成的控制。
不对称合成是有机合成中的一个重要方向，可以合成出具有特殊化学性质和生物活性的有机分子。
传统的不对称合成方法往往需要引入手性催化剂或合成手性氨基酸等，而电化学合成技术可以通过控制电流和电位，实现对手性有机分子的定向合成。
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陈
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有机电化学应用研究进展
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2.6 有机电分析 [ 13, 14] 采用有机电化学的原理和方法对有机物进行电分析 $ 由于有机物已达 % &&& 万种以上$ 所 以有机电分析的内容极其广泛、 任务十分艰巨 $ 意义也特别重大 $ 如天然产物、 生命过程、 有机 药物、 环境污染的分析、 监测等方面都有数不胜数的研究课题 $ 按传统的分类 $ 有机电分析一般 归为分析科学领域$ 但其原理与方法是属于有机电化学学科的 ’ 有机电化学除了在上述各领域的应用研究外 $ 在有机光电化学、 工业有机电化学等方面应 用研究也得到了很大的发展 $ 在此不作赘述 ’
表 1 导电性聚合物的 ECD 特性 聚合物 颜色 1 最大吸收波长 7 89 5 反应速度 氧化体 还原体 9: . 0 聚吡咯 蓝紫 1 ;;< 5 黄 1 !’< 5 ’< 聚噻吩 蓝 1 ="< 5 红 1 !=< 5 !< 聚 " . 甲基噻吩 深蓝 1 =#< 5 红 1 !>< 5 0’ 聚苯胺 绿 1 >0< 5 淡黄 ’< 聚 ? . 苯二胺 红 1 !;< 5 淡黄 # 聚间氨基酸 蓝 1 ;’< 5 淡黄 ’<
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有机电化学应用研究进展
陈 建@ 刘振华
A 淮北煤炭师范学院化学系 @ 安徽 淮北 !"B))) C
摘 要 D 本文简单阐述了有机电化学和电化学之间的关系 @ 综述了有机电化学的主要应用研究领域 及其发展情况 @ 并对其未来发展趋势加以预测 ’ 关键词 D 有机电化学 E 电化学 E 应用 文献标识码 D H 文章编号 D *))) I !!!J A !))! C )# I ))"# I )# 中图分类号 D F G#G
循环寿命 0<! 0<# 0<; 0<; 0<;
这些 234 材料的最大魅力是 ) 改变材料结构可显示多种颜色 $ 例如 % 选择不同的单体 % 聚 苯胺类可以得到从无色变成红、 蓝、 绿三原色的聚合物 % 从而可以显示任意的颜色 % 它们的反应 .0 1 5 速度 0< @ ’< 9: 是很迅速的 % 重复特性1 达到 0<; 5 也是很高的 $ ’$ "$ ’ 敏感元件
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有机电化学的主要应用研究领域
2.1 有机电解合成 [ 1] 有机电解合成是研究用电化学方法进行有机化合物合成的科学 @ 其涉及电化学、 有机合成 以及化学工程等内容 @ 其研究的核心部分是对电解的研究 ’ 许多合成有机化合物的化学反应中 含着电子的转移 @ 若使之于电解池中进行 @ 则就是有机电解合成反应 @ 也称有机电合成反应 ’ 有机电合成要解决的主要问题是有机电合成反应的原理、 机制、 条件、 实施方法以及如何
*
有机电化学和电化学
电化学的研究最早始于 *JL* 年伽伐尼发现生物电现象’ 其发展经历了从传统电化学到现 代电化学的历程 ’ !) 世纪后 B) 年 @ 在电化学的发展史上出现两个里程碑 E 14:-%M8N: 创立的极 谱技术和 O/-<,8 创立的传递理论 A 包括匀相和异相体系的电子传递 C ’ O/-<,8 工作的开拓性部 分是在 B) 年代后期创立的 ’ 这一时期 @ 电化学在理论、 实验和应用领域均有长足的、 关键的发 展 @ 并且主要集中在界面电化学 A 包括界面结构、 界面电子传递和表面电化学 C ’ 现代电化学是研究电子导体 A 如金属、 半导体 C 和离子导体 A 如电解质溶液、 熔盐C 及离子导 体之间的界面结构、 界面现象及其变化过程与机理的科学 @ 是一门重要的边缘科学 ’ 界面电化 学的分子、 原子水平研究是电化学理论研究的重点 ’ 有机电化学伴随电化学和有机化学的结合和融合应用而生 ’ 它是介于有机化学和电化学 之间的又一门边缘科学 @ 几乎与两者的所有领域都有密切的关系 ’ 它采用有机化学和电化学的 综合手段 @ 研究有机电极反应过程和机理及其技术开发应用的一门学科’
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二氧化碳和甲烷等没 %&’(&) 把在金网电极上电析的聚吡咯膜作气体敏感元件 * 发现对氢、 有反应 * 导电度也不发生变化 * 但对于二氧化氮、 氨、 硫化氢等毒性气体却显示明显的反应 + 此 敏感元件可在常温下工作 + #+ !+ ! 除静电和电磁屏蔽材料 本征导电聚合物 , - . 的室温导电率在绝缘体—半导体—金属态范围内变化 * 且具有吸收电 磁波的能力 * 是抗静电和电磁屏蔽的理想材料 + 如有机磺酸掺杂的聚苯胺和商用高聚物共混 * 制得各种颜色的抗静电地板 / 聚苯胺基透明的可热固化涂料 * 与基体有良好的粘合性 * 并且抗 化学腐蚀、 耐磨损* 适用于抗静电场合 + 聚合物屏蔽材料除用在大型计算机房、 电力系统外 * 还可用于军事设备中 + 据报道 * 导电聚 合物已成为飞机隐形涂装中的关键部分 + 屏蔽材料对电磁波屏蔽的优劣由屏蔽效能 0 123 值来 评估+ 据研究* 其中聚苯胺的屏蔽效果较好* 完全可以满足工业和军事方面的要求 + 价格高是导 电聚合物屏蔽材料市场化的主要障碍 * 因此* 降低成本的大规模生产将是今后大势所趋 + 2.4 有机化学电源 [ 6, 8 - 11] 有机电化学的理论和研究工作使人们找到了具有优良性能的有机电解质 * 并使满足航天、 电子、 军事、 能源和交通等工业对电源提出的轻量化、 微型化、 高能化以及商品化的要求 + 有机 物燃料电池、 塑料电池和有机电池正在进行实用化的研究 * 下面简介之+ 固体聚合物电解质燃料电池 0 142563 * 也叫质子交换膜燃料电池 0 42%563 具有高功率密 度、 高能量转换效率、 低温启动、 环境友好等优点+ 直接液体进样固体聚合物电解质燃料电池由于操作简单、 燃料易于储存和携带 * 有望成为 氢氧燃料电池可移动动力源的替代品 + 如直接甲醇燃料电池 0 7%563 是以廉价的液体甲醇为 燃料 * 与氢氧燃料电池相比 * 可以省去各种辅助的制氢和净化系统 * 因而特别适合用作移动动 力电源+ 最近* 有人正在探索用乙醇代替甲醇作为燃料* 以克服后者有毒性的不足 * 同时乙醇来 源广泛+ 如上所述 * 吡咯、 苯胺等单体在电解聚合的同时能进行掺杂 * 它们的电解聚合物具有可逆 的氧化还原活性 + 利用它们的聚合物的可逆还原活性可以制成塑料蓄电池* 有的已向实用化商 品进展 + 另外 * 值得一提的是 * 以 8 9 型聚合物为正极 * : 9 型聚合物为负极组成的电池被称为 “ 全塑料二次电池” 成本低、 安全性能好等优势 + * 理论上这种电池具有工作电压高、 尽管导电聚合物二次电池具有许多优点 * 但目前的市场并不大 * 这与它本身的缺陷有关 + 譬如* 由于聚合物电极在空气和水中不稳定 * 电池需加密封 / 与无机层间化合物相比 * 导电聚合 物需要的有机电解液多 + 作为电极的导电聚合物 * 其发展方向可能有两个方面 ; 一作为二次电池的正极材料 * 以解 决电池充电的结晶化问题 * 提高电池的性能 / 二为全塑料电池方向发展 * 研制出易于回收、 任意 形状、 安全可靠、 不受资源限制的绿色电池+ 2.5 有机电催化和电极修饰 [ 12 ] 涉及电催化剂的制备 * 表征以及催化性能研究和催化电极的应用 * 还包括内容丰富的化学 修饰电极的研究 + 现举例说明 ; 如* 大多数利用聚苯胺、 聚吡咯等导电聚合物对聚有机二硫化物所具有的电催化作用用来 制备后者复合正极材料 * 意在改善该物质的氧化还原速度慢* 且可逆性差的不足等 + 又如 * 聚合物膜修饰电极表面沉积金属微粒形成复合材料 * 方法有 ; <3 金属络合物在聚合 物膜电极上的电沉积 * #3 单体电化学聚合期间嵌入胶体金属* !3 金属络合物的热分解 + 再如 * 制备电极和膜 = 电极集合体 0 %2>3 的方法有涂膏 0 8’(?&:@3 法、 浇铸 0 6’(?&:@3 法、 溅射 0 18A??BC&:@ 3 沉积法等 * 其制备关键技术已经成熟 * 限制其商业化的最大障碍是制作成本太高 * 包括电极、 电解质膜和极板等几个方面 +
早在 *KK" 年 @ 恩格斯在 《 自然辩证法 》 一书中论述 《 电化学 》 时曾经预言过 @ 电化学处在分 子科学和原子科学的接触点上@ 恰恰就在这一点可望取得最大的成果 ’ 在经历了一个多世纪以 后 @ 电化学科学的发展和成就举世瞩目 @ 无论是基础研究还是技术应用 @ 从理论到方法都有许 — 有机电化学 ’ !) 世纪 G) 年代以后 @ 有机电解 多重大突破 ’ 几乎同时 @ 产生了一门边缘学科—— 合成工业的巨大成功 @ 确立了有机电化学作为一门相对独立的新学科的地位 ’ 从此有机电化学 的研究应用蓬勃兴旺 @ 开始了自己的全新发展时期 ’ 本文就有机电化学及应用研究进展情况加 以综述’
收稿日期 D !))! I )G I !) 作者简介 D 陈 建 A *LGB I
C @ 男 @ 江苏兴化人 @ 副教授 ’
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陈
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有机电化学应用研究进展
ห้องสมุดไป่ตู้
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将实验室中获得的科研成果转化为工业化生产的技术等 $ 有机电合成的分类不一而足 % 获得目的产物种类繁多 % 如烃类、 醇类、 酚类、 羰基化合物、 羧 基化合物、 胺类、 金属有机物以及卤素有机化合物等 $ 其合成反应特点有官能团变换反应、 双键 的电还原、 电氧化、 电置换反应、 电消除反应、 电聚合反应、 电环化反应、 电分解反应以及不对称 电合成反应等 $ 其合成技术也有多种 % 如借助媒质与有机化合物反应的间接电合成法 & ’ ( % 同时 利用阴、 阳两极反应的成对电合成法 & " ( 以及电聚合等 $ 有机电合成技术既有优点又有不足 $ 其优点表现为通常在常温常压下进行 % 易于控制反应 路径或阶段 % 反应的开始、 中断和停止 % 在很多场合下具有选择性和特异性% 以及可以缩减反应 步骤等$ 不足是反应常需特制的装置和设备 % 规模效应小% 反应的支配因素多以及成本较高等 $ 2.2 有机高分子材料的电聚合 [ 4, 5 ] 电聚合反应是指应用电化学方法在阴极或阳极表面上进行的聚合反应 % 其过程包括的电 化学步骤和普通的聚合反应相同 $ 通常认为有二种聚合方法 ) 其一是聚合引发剂被电化学分解 而开始聚合或单体本身由于电极反应成为聚合反应的活性中间体进行聚合 * 其二是单体和聚 合生成物一起与电极反应成为聚合反应的活性中间体而进行聚合 $ 后者得到的产物是有机薄 膜 % 尤其是可以用来制取导电性有机薄膜 $ 电解聚合可以使掺杂与聚合同时进行 $ 将单体 + 和能使高聚物导电的掺杂物 , 溶入电解 液中 % 进行电聚合 % 可得到导电性高聚物 $ 掺杂物带正电称为 - . 型掺杂物 % 带负电称为 / . 型 掺杂物 % 对应掺杂方式分别称为 - . 型掺杂和 / . 型掺杂 $ 控制条件 % 在掺杂的同时还可以发 生分子内的交联和双键加成等化学反应 % 以致改变化学结构$ 电聚合的单体种类包括乙烯基化合物% 乙炔及其衍生物 % 苯和多环芳烃 % 含羟基、 氨基的芳 香化合物 % 杂环化合物等 $ 这类聚合物多采用电解氧化聚合或电解还原聚合生成 % 其典型代表 有聚苯乙炔、 聚吡咯、 聚噻吩、 聚二乙炔以及它们的衍生物 $ 同时 % 聚苯并噻唑、 聚喹啉、 聚腈也 有人涉足 $ 由于这类物质具有各种光、 电、 热、 磁等特性 % 其在光电材料、 半导体材料、 磁性元件、 催化、 耐辐射性以及耐热性等方面具有十分潜在的应用价值 % 已引起世界各国的注意 $ 2.3 有机功能材料 [ 6] ’$ "$ 0 电显示元件 1 2345 它是一种非发光显示元件 % 比起液晶显示元件 1 6345 % 它没有视角依赖性 % 并有存储机能 $ 最近对电解聚合的具有电化学氧化还原活性的聚合物作为 234 材料的应用作了探讨 % 发现这 类聚合物在掺杂物 ;脱掺杂物中伴随明显的颜色变化 $ 具有代表性的导电性聚合物 234 特性 示于表 0 中$