旋转圆盘电极数据计算二茂铁衍生物在有机介质中氧化的扩散系数和层厚

萨拉赫·内穆什·纳彻和图哈米·兰内斯^＊

埃尔韦得大学VTRS实验室，阿尔及利亚埃尔韦得B.P.789, 39000

*通讯作者:: Touhami Lanez
埃尔乌德大学
录像机实验室
阿尔及利亚El Oued, B.P.789, 39000

收到:05/03/2013;接受日期:13/03/2013;发表日期:25/03/2013

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摘要

通过这项工作，我们采用了旋转圆盘电极(RDE)伏安法研究了有机介质中二茂铁的氧化动力学及肼基对二茂铁的影响。因此，为了确定后者，使用了两个不同的电极(Pt和Gc)。根据二茂铁作为见证，与二茂铁相关的肼基团使氧化更加困难。该二茂铁衍生物表现出电化学稳定性、可逆电化学体系和这些取代物的电子吸引子效应二茂铁组。最后，我们计算了一些电化学参数:扩散系数(D)，层厚和电子转移速率。

关键字

旋转圆盘电极(RDE)，扩散系数，二茂铁导数，半波势，Randles-Sevcik方程。

简介

旋转圆盘电极是一种流体动力学电极技术，它利用对流作为质量传输方式，而不是由扩散控制的CV。因此，比较CV实验和RDE实验得到的动力学参数对于阐明质量迁移在电极反应动力学中的作用具有重要意义。

在电极过程的动力学研究中，沿电极表面的浓度梯度的均匀性和关于这些梯度的定量信息是必要的。在许多情况下，旋转圆盘电极技术为实现这些要求提供了有效的手段。此外，该技术允许通过改变旋转速率以受控的方式改变反应物和产物的表面浓度，因此可用于通过电流对旋转速率的依赖来确定反应顺序，而不需要改变体浓度。

许多电化学方法的研究和分析影响了二茂铁的氧化还原性能。一般来说，二茂铁在有机介质(如dichorométhane、乙腈和DMF)中的阴极行为可以用电子可逆还原来描述，从而生成离子二茂铁[1，2］．在本工作中，二茂铁的氧化，Fe(C₅H₅）₂，形成二茂铁阳离子Fe(C₅H₅）₂⁺在含有四氟硼酸四丁基铵的溶剂二氯甲烷溶液中，使用RDE进行了检测。结果表明，二茂铁/铁偶的氧化还原反应在研究溶液中是扩散控制单电子转移的可逆过程[3.，4］．

二茂铁衍生物N′-二茂铁甲基-N′-苯基苯酰肼化合物由于其特有的氧化还原行为，在分子电子学中是一个非常重要的电子转移体系[5，6]，它也有望在生物分子中电子转移过程的电子化学探针中发挥关键作用[7，8］．

众所周知，N′-二茂铁基甲基-N′-苯基苯甲酰肼在可逆过程中容易发生单电子氧化形成二茂铁阳离子[9，10］图(1)．因此，我们研究了N’-二茂铁甲基-N’-苯基苯酰肼在有机介质中的电化学行为。

图1:二茂铁衍生物的可逆单电子氧化

图2:1mm二茂铁和100mmbu极谱图₄NBF₄在CH₂Cl₂(A)在玻璃碳工作电极上;(B)在铂工作电极、铂对电极和CSE参比电极上，电压为0.50 V.s^－1．(转速400、600、800、1000转/分)

图3:1mm N′-二茂铁甲基-N′-苯基苯酰肼和100mm Bu的极谱图₄NBF₄在CH₂Cl₂(A)在玻璃碳工作电极上;(B)在铂工作电极、铂对电极和CSE参比电极上，电压为0.50 V.s^－1．(转速400、600、800、1000转)。

方法与材料

仪器仪表和软件

循环伏安测量使用PGZ301恒电位器(辐射计分析SAS)和容量为25ml的伏安电池进行，其中包含玻碳电极(GCE)工作电极(辐射计分析SAS)，铂丝对电极和汞柱/汞柱₂Cl₂参考电极(3.0M KCl)。每次实验前用高纯氮气对溶液进行3分钟的脱氧。数据采集采用Pentium IV (CPU 3.0 GHz, RAM 1gb)微型计算机，采用VoltaMaster软件版本7.08 (radiometer analytical SAS)。使用OriginLab软件2.0版(Integral software, France)进行图形绘制和演算。

化学物质

在伏塔拉布40辐射计恒电位器上，用三立电极对其进行电化学表征。在脱氧CH中进行循环伏安实验₂Cl₂N'-二茂铁甲基-N'-苯基苯酰肼与10^－1M of Bu₄NBF₄作为支撑电解质的N'-二茂铁甲基-N'-苯基苯酰肼的浓度为10³M.所用的三个电极分别为玻碳和铂盘作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝作为辅助电极。工作电极用0.05 μm氧化铝浆抛光1-2分钟，然后用双蒸馏水和去离子水冲洗。清洗过程在每次循环伏安实验之前进行。