SEC-C 薄层光谱电化学池

    光谱电化学 (SEC, Spectroelectrochemistry) 主要用于电化学反应机理以及电解质溶液与电极之间的界面结构的研究。
    随着这一领域及其相关技术的显著进步，使得光谱电化学 (SEC) 在广泛的领域中得到应用。通过使用这种电化学特性表征可能的体系，使得只用伏安法很难从理论上阐明的可逆或准可逆体系的吸光度和电势之间的关系得到了充分的解决。典型的例子是氧化还原酶细胞色素 c 和亚甲蓝。

ALS光谱电化学池SEC-C(比色皿型)的特点：

0.5 mm 和 1.0 mm 光路长度石英薄层光谱电化学池的比较

    0.5 mm 与 1.0 mm 光路长度电化学池相比，在理论上电解时间应为其一半。另一方面，若想使用 1.0 mm 池来得到与 0.5 mm 池同样的电解结果的话，在理论上所用样品的浓度需要减半 (1/2)。根据研究目的，可以选择适当的光路长度池及与其匹配的工作电极。

达到电解平衡时间的比较

    在使用0.5 mm 与 1.0 mm 光路长度光谱电化学池进行对比实验时，有时由于实验条件等因素的影响，实验值和理论值之间可能产生差异。
    2 mM 的亚铁氰化钾 (K4[Fe(CN)6]) 样品的1 M KNO3 溶液，在 0.6 V电势下进行电解，直到达到平衡。分光测量的参比溶液为1 M KNO3 溶液。通过比较 420 nm 和 300 nm 波长处吸光度相对于时间的曲线变化特征，来监测氧化反应过程。

图 1-1 0.5 mm 光路长度石英池电解的吸光度相对于时间的变化曲线

图 1-2 1.0 mm 光路长度石英池电解的吸光度相对于时间的变化曲线

光路长度1.0 mm 的薄层光谱电化学池

 

 

    光路长度 1.0 mm 最适合用于进行基本的光谱电化学测量。从理论上说，当试样的浓度减半时，其可得到与 0.5 mm 光路长度相同的测量结果。

光路长度 0.5 mm 的薄层光谱电化学池

 

 

    光路长度 0.5 mm 的电化学池的电解时间比 1.0 mm 的电化学池更短。对于高挥发性有机溶剂中的测量，不稳定电解产物的测量等较为有效。因达到电解平衡的时间短，可以得到稳定的测量结果。

∗光路长度 0.5 mm的光谱电化学池应使用与其匹配的专用工作电极。在0.5 mm光路长度石英池中不能使用光路长度 1.0 mm池专用的工作电极。

使用比色皿型光谱电化学池的测定例

    电极上反应物质的紫外 - 可见吸收光谱可以通过使用光透电极 (optically transparent electrode，OTE) 来测定。金或铂金丝网状电极可作为 OTE 电极使用。以下为在 SEC-C 石英玻璃薄层光谱电化学池中测得的各个不同电极电势下电解 2 mM 铁氰化钾溶液的达到电解平衡时溶液的吸收光谱的比较 (图 2-2)。

图 2-1   2 mM 铁氰化钾的循环伏安图

图 2-2 各个不同电极电势下电解 2 mM 铁氰化钾
达到电解平衡时溶液的吸收光谱的比较

    在恒电位电解过程中，可以跟踪记录吸收光谱的变化。亚铁氰化钾溶液的氧化 (图 3-1) 和铁氰化钾溶液的还原 (图 3-2) 过程的吸收光谱变化，如下所示。

图3-1亚铁氰化钾的电化学氧化过程中吸收光谱变化

图3-2铁氰化钾的电化学还原过程中吸收光谱变化。

光谱电化学流动池

SEC-2F 光谱电化学流动池