【doc】pH对席夫碱在玻碳电极上电化学氧化还原的影响

【doc】pH对席夫碱在玻碳电极上电化学氧化还原的影响 pH对席夫碱在玻碳电极上电化学氧化还原 的影响 JournalofAnshanNormalUniversity 鞍山师范学院 2009-12,11(6):35—37 pH对席夫碱在玻碳电极上电化学氧化还原的影响 朱延松,王晓敏 (鞍山师范学院化学系,辽宁鞍山114007) 摘要:合成了一种席夫碱(N.苯基苯甲亚胺),利用循环伏安法对这种席夫碱溶液在玻碳电极上的电化 学氧化还原进行了研究,并考察了pH对这种席夫碱的电化学氧化还原反应的影响.结果表明:该席夫碱 的循环伏安图上,在一1.590V电位下出现了一个一CH—N一基团不可逆的还原峰,这说明在玻碳电极 上此席夫碱可以被还原;在不同pH的缓冲溶液中,此席夫碱的一cH—N一基团还原峰的峰电位随着H 浓度的增大向负方向移动,并对H对席夫碱一CH—N一基团的电化学氧化还原影响的机理进行了推断. 关键词:席夫碱;玻碳电极;循环伏安;氧化还原;pH 中图分类号:0646.54文献标识码:A文章篇号:1oo8—2441(2009)064)035-03 席夫碱以其独特的光致,热致变色行为和它的金属配合物在抗炎,抗癌,杀菌等方面的广泛应用【Jj 引起了众多化学家的关注.人们在合成和表征席夫碱化合物方面做了不少工作,期望改进席夫碱的性 能,揭示席夫碱在各种过程中的作用机理.席夫碱中一CH—N一基团氧化还原,对揭示席夫碱这些过 程中的作用机理起着至关重要的作用.而作为探究一CH—N一基团氧化还原机 理的各种方法中,电化学 方法特别是循环伏安法是一种很好的研究手段.关于席夫碱的电化学氧化还原的研究报道中,主要集中在 自组装膜方面[2】和非质子有机溶剂方面3,但对席夫碱水溶液的电化学氧化还原的研究尚未报道. 本文合成一种席夫碱(N一苯基苯甲亚胺),并且利用循环伏安法对这种席夫碱溶液在玻碳电极上的 电化学氧化还原进行了研究.通过在不同pH的缓冲溶液中对此席夫碱的一CH—N一基团进行了电 化学氧化还原的研究,考察了pH对这种席夫碱的电化学氧化还原反应的影响.并对于H对席夫碱 一 CH—N一基团的电化学氧化还原影响的机理做出了推断,为席夫碱各种作用机理的进一步探究奠 定了基础. 1实验 1.1仪器与试剂 LK98A电化学分析测试仪(天津兰力科仪器公司);IR一550红外光谱仪(美国Nieolet公司);Q-Tof 质谱分析仪(美国Waters公司);所用试剂均为分析纯,购自于北京化工厂.实验用水是由MilliQ制备 的超纯水(电阻率为l8.2MQ?era). 1.2席夫碱的合成 取7.5mL苯胺于圆底烧瓶中,加入50mL无水乙醇,再加入7.5mL苯甲醛,保持微沸状态下回流 2h,冷却.减压蒸馏,得到浅黄色针状固体(N一苯基苯甲亚胺).表征数据分别为:IR:苯甲醛2800cm (C—O)消失,出现了1620.81cm(C—N),MS:m/e182(M). 1.3电化学测定 玻碳电极的预处理:先依次用0.3m和0.05m的A10粉抛光至镜面,在丙酮中超声10rain,后 收稿日期:2009—06—17 作者简介:术延松(1980一),男,辽宁鞍山人,鞍th0i~范学院化学系讲师 36鞍山师范学院第11卷 依次在无水乙醇,超纯水中超声5min,晾干备用.实验采用标准的三电极体系,工作电极为玻碳电极 (圆盘型,直径为2rrl/n),饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,螺旋状铂丝作对电极.溶液为含30%(v: V)无水乙醇的水溶液;缓冲溶液采用B—R缓冲溶液,含30%(V:V)无水乙醇,0.1mol/,L的KC1做支 持电解质. 实验前通氮气15min除去溶解氧,所有实验均在室N-V(20?5?)进行.实验所测得的电势值均相 对于饱和甘汞电极. 2实验结果与讨论 2.1席夫碱溶液在玻碳电极上的循环伏安行为 图1为席夫碱(N一苯基苯甲亚胺)溶液和空白t20 溶液在玻碳电极上的循环伏安曲线.从图1中可以, 看出:与空白溶液相比较,席夫碱溶液的循环伏安 曲线在电位一1.590V处出现了一个还原峰,这个 还原峰应为席夫碱的一CH—N一基团的还原峰.? 而电位在一0.4V一-2.0V的范围内,席夫碱溶液一. 的循环伏安曲线上只出现了一个还原峰并没有氧 化峰的出现,说明席夫碱的一CH—N一基团的氧 化还原是一个电化学的不可逆过程.0 与此席夫碱有相似结构的N一(4一巯基)苯基苯 甲亚胺,修饰到金电极上,得到席夫碱自组装膜.这.0'4.二…e一2o 个席夫碱自组装膜的一CH—N一基团的氧化还Itt1席夫碱溶液和空白溶液在玻 碳电极上的循环伏安曲线 原也是一个电化学的不可逆过程,只有一个还原(溶液浓度0?01mL/L;扫描速度为100mV/s) 峰,还原峰电位为一1.067V【4】.而席夫碱溶液在玻碳电极上的还原峰电位为一1.590V,比席夫碱形成 自组装膜的还原峰电位(一1.067V)负得多,也就是说席夫碱在溶液中的电化学的还原相比较要困难的 多.其原因主要是:自组装膜的席夫碱一CH—N一基团的还原过程,电子传递主要是通过碳链传递; 而溶液中的席夫碱一CH—N一基团的还原过程,需要席夫碱到电极表面通过异相界面进行传递,没 有碳链传递的通道,因此席夫碱在溶液中的电化学的还原峰电位出现在比较负的电位处. 2.2不同pH席夫碱缓冲溶液在玻碳电极上的 循环伏安图的行为 图2为pH为6.21,7.10,9.13的席夫碱缓 冲溶液在玻碳电极上的循环伏安曲线.从图2中 可以看出:在6.21,7.10,9.13三个不同的pH条 件下,席夫碱的循环伏安曲线上一cH—N一基 团的还原峰的峰电位分别为一1.520V,一1.643V, 一 1.702V.这3个不同pH条件下,还原峰的电位 随着pH的增大,向电位更负方向移动.将pH的 范围扩展到5.48,l2.2O,进行循环伏安的扫描 时,发现席夫碱的循环伏安曲线上--CHIN--..' EM:.. 基团的还原峰的峰电位随pH变化而变化,具有图2不同pH条件席夫碱缓冲溶液在玻碳电极上的循环伏安曲线 相同的规律(如图3).同样是一CH—N一基团(溶液浓度0.01mol/L;扫描速度为100mV/s) 的还原峰的峰电位随着pH的增大,向电位更负方向移动. 席夫碱的一CH—N一基团的还原峰的峰电位随着pH的增大,向电位更负方向移动的这个规律, 说明随着H浓度的增大,一cH—N一基团的还原峰的峰电位向更正的方向移动.也就是说H浓度的