酸对对苯醌和TCNQ电化学行为的影响及应用

发布时间：2017-08-09 23:04

  本文关键词：酸对对苯醌和TCNQ电化学行为的影响及应用

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【摘要】：质子耦合电子转移是生物和化学领域最重要和普遍的反应,对苯醌和7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷(TCNQ)的还原过程常常伴随质子耦合电子转移发生。本研究使用不同电化学方法,利用对苯醌(Q)还原来测量水溶液中和质子惰性溶剂(乙腈)中的酸的含量,并研究了与对苯醌具有相似电化学活性的7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷(TCNQ)的电化学行为,以及各种酸对它的影响。利用循环伏安法和差分脉冲伏安法,无论是在水溶液中还是在质子惰性溶剂中(乙腈),我们发现对苯醌接受酸释放出来的质子,并在相对较正的电位下,形成一个新的还原峰,这个还原峰即为对苯醌接受质子形成的对苯二酚的峰。而在非水溶剂中,水的含量还会影响该峰的出峰位置,随着水的加入,该峰会向正电位方向略微移动。根据上述结果,我们可以对水溶液中及乙腈溶液中的酸含量进行测定。对苯醌在较正电位处的新峰的峰电流随酸浓度的增大而增加。我们在优化的条件下,绘制出峰电流与酸浓度的标准曲线,根据所得曲线线性拟合出的直线公式,用于未知浓度样品的测定,并且实际测量食醋中乙酸的含量。同理,在乙腈中建立了测定混酸含量的方法。不同pKa的酸,它的出峰位置会有所不同,pKa较大的酸,其酸性相对较弱,它的峰出现在电位较负的位置,而pKa较小的酸,其酸性相对较强,它的峰会出现在电位较正的位置。根据不同酸所引起新峰的高度计算出未知样品的浓度。这种测定酸的方法不需要复杂的预处理,并且有着较高的灵敏度,可应用于与实际生产中的快速测量。此外我们还采用循环伏安法,研究了酸对7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷电化学行为的影响。通过研究发现强酸质子化TCNQ·,使T CNQ的两个还原峰合并,氧化峰消失；中强酸影响TCNQ的负峰,归因于中强酸质子化TCNQ2-;弱酸对TCNQ基本没有影响。我们得出了TCNQ发生质子耦合电子转移的一些规律性结论。
【关键词】：对苯醌 弱酸 混酸 7 7 8 8-四氰基对苯二醌二甲烷
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 引言13-28
• 0.1 质子耦合电子转移简介13-14
• 0.2 醌类化合物简介14-16
• 0.2.1 醌类化合物14
• 0.2.2 醌类化合物的作用及功效14-15
• 0.2.3 对苯醌简介15
• 0.2.4 醌类物质的还原机理15-16
• 0.3 对苯二酚简介16-17
• 0.4 7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷简介17-19
• 0.5 酸碱理论概述19-21
• 0.5.1 古典的酸碱理论19
• 0.5.2 酸碱电离理论19-20
• 0.5.3 酸碱溶剂理论20
• 0.5.4 酸碱质子理论20
• 0.5.5 酸碱电子理论20-21
• 0.5.6 软硬酸碱理论21
• 0.5.7 其它酸碱理论21
• 0.6 弱酸的测定21-28
• 0.6.1 酸碱度的测定方法22-25
• 0.6.2 电化学分析对溶液中酸含量测量的概述25-28
• 第1章 基于还原对苯醌的电化学测定弱酸方法及其应用28-42
• 1.1 引言28
• 1.2 实验部分28-30
• 1.2.1 实验试剂28-29
• 1.2.2 实验仪器与装置29
• 1.2.3 工作电极的处理29-30
• 1.3 结果和讨论30-41
• 1.3.1 磷酸二氢钠对对苯醌还原的影响30-31
• 1.3.2 不同酸性物质对对苯醌差分脉冲行为的影响31-33
• 1.3.3 醋酸的标准曲线33-35
• 1.3.4 弱酸浓度的测定原理35-36
• 1.3.5 共存物对醋酸差分脉冲伏安图的影响36-39
• 1.3.5.1 氨基酸的影响36
• 1.3.5.2 苯甲酸钠的影响36-37
• 1.3.5.3 氯化钾、糖及乙醇的干扰37-39
• 1.3.6 实际测定醋酸样品39-41
• 1.4 本章小结41-42
• 第2章 乙腈中不同强度混酸含量的电化学测定方法42-55
• 2.1 引言42-43
• 2.2 实验部分43-44
• 2.2.1 实验试剂43
• 2.2.2 实验仪器与装置43
• 2.2.3 玻碳电极的处理43-44
• 2.2.4 样品的处理44
• 2.3 结果与讨论44-53
• 2.3.1 酸强度对对苯醌电化学还原行为的影响44-47
• 2.3.2 对苯醌浓度对酸所引起新峰的影响47-48
• 2.3.3 酸浓度的改变对差分脉冲伏安图的影响48-51
• 2.3.3.1 恒定三氟乙酸与高氯酸的浓度改变醋酸的浓度48-49
• 2.3.3.2 恒定醋酸和高氯酸改变三氟乙酸的浓度49-50
• 2.3.3.3 恒定醋酸和三氟乙酸的浓度改变高氯酸的浓度50-51
• 2.3.4 标准曲线的绘制51-53
• 2.4 本章小结53-55
• 第3章 质子供体对7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷的电化学行为的影响55-69
• 3.1 引言55
• 3.2 实验部分55-57
• 3.2.1 实验试剂55-56
• 3.2.2 实验仪器与装置56
• 3.2.3 玻碳电极的处理56-57
• 3.2.4 样品的处理57
• 3.3 结果与讨论57-68
• 3.3.1 7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷在乙腈中的电化学行为57-58
• 3.3.2 扫速对TCNQ伏安行为的影响58-60
• 3.3.3 酸强度对TCNQ电化学的影响60-68
• 3.3.3.1 高氯酸的影响61
• 3.3.3.2 盐酸的影响61-62
• 3.3.3.3 三氟乙酸的影响62-63
• 3.3.3.4 氢氟酸的影响63-64
• 3.3.3.5 苯甲酸的影响64-65
• 3.3.3.6 醋酸的影响65-66
• 3.3.3.7 多元酸硫酸对TCNQ的影响66-67
• 3.3.3.8 多元酸磷酸对TCNQ的影响67-68
• 3.4 本章小结68-69
• 第4章 结论与展望69-71
• 4.1 结论69
• 4.2 展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-78
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况78

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