四苯基金属卟啉化学修饰电极的研究

氧的催化还原在各类燃料电池的研究中具有重要意义，是涉及到能源意义的重要研究课题。某些金属的卟啉化学修饰电极对氧的还原反应具有很高的电催化活性，虽然已有大量工作发表，但迄今研制的这类电极的稳定性却很差，给基础研究和实际应用带来了很大困难。本文主要研究了四苯基锰、铁、钴、镍卟啉和四苯基卟啉化学修饰玻碳电极。用吸附法成功地制备出了性能稳定的四苯基铁和钴卟啉化学修饰玻碳电极，详细研究了各种因素对电极制备的影响；并用循环伏安法和旋转园盘电极研究了上述电极上氧的催化还原反应及过程。测定了在不同pH溶液中在四苯基铁卟啉化学修饰玻碳电极（F_tTPP／GC）上氧的催化演原反应速率常数。研究了溶液PH变化对F_tTPP／GC电极催化氧还原反应机理的影响，提出了在不同PH范围在F_tTPP／GC电极上氧还原反应的可能历程。 经吸附法制备的F_tTPP／GC电极，在空气饱和的0.05MH_2SO_4溶液中经受CV扫60次（100mv／s），峰电流降低约30％。本文还用直接在电极表面金属化法，成功地制备出了稳定性较高的铁原卟啉二甲酯化学修饰玻碳电极（F_tTPP／GC），在空气饱和的0.05MH_2SO_4溶液中经受CV扫描150次（100mv／s），催化峰电流降低约一半。并用压模法成功地制备出了具有高催化活性的能多次反复使用的新型四苯基铁卟啉化学修饰石墨电极（F_tTPP／GC）。上述金属卟啉化学修饰电极对氧的还原反应均属于平行催化二电子还原为H_2O_2的不可逆过程。