pH值对水合肼氧化电流和氧化峰电位的影响
水合肼作为一种重要的精细化工原料已被广泛应用于医药、化工、军事、航天等领域, 并被用在推进剂、水处理剂、农药、医药、燃料电池、光稳定剂以及化工生产助剂等诸多方面. 由于水合肼也是一种神经毒素, 过量吸入可使细胞产生诱变效应, 甚至致癌; 在人体内能与过氧化物酶反应生成活性中间体, 并造成种种不良作用, 包括对DNA的损害等.因此水合肼在使用中是一把双刃剑, 建立灵敏可靠, 快捷简便的检测方法是人们掌控其应用的措施.目前对液体水合肼的测定方法有紫外-分光光谱法, 荧光分光光谱法, 流动注射法,气相色谱-各检测手段联用法,化学发光法,化学滴定法和电化学分析法等. 其中电化学分析以其检测灵敏, 操作简便而越来越受到人们的青睐. 但是在常规的玻碳电极上, 水合肼的直接电化学氧化受到过电压的限制, 所以人们利用各种修饰物质来减小过电压的影响, 以达水合肼在修饰电极上电化学检测的目的.
钯纳米粒子作为水合肼的一种高活性催化剂已引起人们的很大关注, 钯纳米粒子可以通过电沉积方法和化学还原钯盐合成, 复合钯纳米粒子含有聚苯胺负载的Pd纳米粒子和碳纳米管负载的Pd纳米粒子.但至目前为止, 查阅的方法中都存在钯纳米粒子团聚的现象. 而高分散性和超高界面能是纳米粒子高催化活性的保障, 因此如何制备分散性良好的钯纳米粒子一直是人们关注的热点.
水滑石因具特殊层状结构、较大比表面积和层间阴离子的可交换性等特点而常被用作催化剂或催化剂载体. 通过离子交换法将杂多阴离子引入类水滑石层间, 得到杂多阴离子柱撑水滑石复相催化剂, 不仅具有固载催化剂的优点, 还具有潜在的选择性催化和酸碱双功能催化作用, 因此水滑石负载的催化剂已引起人们的广泛关注.
山东农业大学李丽芳等人利用共沉淀方法制备了载体水滑石(LDH), 通过离子交换法将PdCl42-插入水滑石层间, 再用水合肼将其还原, 制备得到了水滑石负载的分散状钯纳米粒子(LDH-Pd0). 利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线电子能谱(XPS)等手段对所得样品进行了表征, 结果表明钯纳米粒子能很好地分散在水滑石上. 将该纳米材料修饰的玻碳电极(GCE)用于水合肼的电催化氧化, 该修饰电极表现出很好的电化学催化活性. 用循环伏安法(CV)、计时库仑法(CC)和计时安培法(i-t)对修饰电极的催化活性、有效表面积和水合肼的催化氧化机理等进行了研究. 结果表明水合肼在-0.1 V附近有明显的氧化峰, 在1.0×10-5-2.0×10-4mol·L-1范围内, 阳极峰电流与水合肼浓度间有良好的线性关系, 其检测限为9.5×10-7 mol·L-1. 计算得到GCE,LDH-Pd0/GCE 和LDH/GCE电极活化面积分别为0.02089, 0.02762 和0.02496 cm2.推知水合肼的氧化过程有4电子和4质子参与, 并且其在电极上的反应是受扩散控制的不可逆过程.