掺硼金刚石膜电极表面产生羟基自由基的原位ESR研究.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)ActaPs．一Chim．Sin．，2010，26(6)：1493-1498[Article】www．whxb．pku．edu．cn掺硼金刚石膜电极表面产生羟基自由基的原位ESR研究耿榕赵国华刘梅川雷燕竹(同济大学化学系，上海200092)摘要：建立了原位电化学一电子顺磁共振(ESR)方法，系统研究了掺硼金刚石(BDD)膜电极表面在水溶液中的羟基自由基(·OH)产生规律．结果表明，在高于析氧电位时，·OH的生成速率随着阳极电位的升高、电流密度的增加而增大，增加速率逐渐减缓．与此同

2、时，与氢终端的BDD膜电极相比，氧终端的BDD膜电极表面因具有较好的亲水性而具有更高的·OH产生能力．在电化学氧化处理有机废水的过程中，电极表面处于氧终端的状态，有利于·OH产生并保持较高的活性．溶液pH值也在一定程度上影响·OH生成反应，酸性溶液中，BDD膜电极表面的·OH产生能力强于在中性或碱性溶液中．进一步研究发现，BDD膜电极表面还可能生成0；自由基．本研究为深入探索BDD膜电极表面·OH的产生机制提供了研究手段，为阐述BDD膜电极电极在污染物处理中高效性的本质提供了有效的证据．关键词：电化学氧化；掺硼金刚石膜电极；羟

3、基自由基；电子顺磁共振；自旋捕捉技术；5,5一二甲基．1．吡咯啉一Ⅳ-氧化物中图分类号：0646／nsituESRStudyofHydroxylRadicalGenerationonaBoronDopedDiamondFilmElectrodeSurfaceGENGRongZHAOGuo—HuaLIUMei—ChuanLEIYan—Zhu(DepartmentofChemist~,TongjfUniversity,Shanghai200092，P．R．China)Abstract：Aninsituelectrochemistr

4、y—electronspinresonancefESR)methodwasestablishedtostudythegenerationreactionandthevariationregularityofhydroxylradicals(·0H)onaborondopeddiamond(BDD)filmelectrodeinaqueoussolution．Resultsindicatethat．abovetheoxygenevolutionpotentialofBDDfilmelectrode(2．4Vin0．5mol·LH

5、2SO4solution)，thegenerationrateof。0Hincreasesastheappliedpotentialorcurrentdensityincreases．However．therewasno·OHESRresponsewhentheappliedpotentialwasbelow2．4V．ComparedtoH—terminatedsurface．theO—terminatedsurfacehasahigher·OHgenerationefficiencybecauseitishydrophili

6、candthisfavorsthewaterspliRingreaction．Tl1edegradationprocessesfororganicpollutantsarealwaysoperatedunderhighpotentialorcurrentdensity，whichallowtheBDDfilmelectrodesurfacetomaintainitsO—terminatedcondition．Theseconditionsfavorthe·OHgenerationreactionandthereactionta

7、kesplacewitIlhi对lactivity．ThepHvalueofthesolutionalsoinfluencedthe·0Hgenerationreaction．BDDfilmelectrodehasastronger·OHgenerationabilityinanacidicmediumthaninaneutraloralkalinemedium．、vealsofoundthato；’canbeproducedonthesurfaceofBDDfilmelectrode．Thisarticleprovidesn

8、ewinsightsintothemechanismof·OHgenerationonthesurfaceofBDDfilmelectrodeandevidenceofahighlyefficientelectrochemicaloxidationprocessduringt