Name: assessment of boron doped diamond electrode quality and application to in situ modification of local ph by water electrolysis
Uploaded: 2016-01-06T13:00:01
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis at JoVE.com

ونود أن نشكر الدكتور جوناثان نيولاند للصورة في الشكل 4B و لمعالجة الصور المجهر الضوئي للفيديو، وملكة جمال جنيفر ويب للحصول على المشورة وصور على قياسات زاوية الاتصال، والآنسة سزي يين تان للإطار المذيبات البيانات في الشكل 2B الدكتور مكسيم جوزيف لتقديم المشورة بشأن رامان الطيفي، وأيضا أعضاء في وارويك الكيمياء الكهربائية واجهات المجموعة الذين ساهموا في تطوير البروتوكولات المذكورة في هذه الوثيقة. كما نود أن نشكر ماكس يوسف، Lingcong منغ، زوي ايريس وروي Meyler لدورهم في تصوير البروتوكول.

ملاحظة: تزرع أقطاب هذا الاضطراب الأكثر شيوعا باستخدام تقنيات ترسيب الأبخرة الكيميائية، وتعلق على ركيزة النمو. خروجها من غرفة نمو H إنهاء (مسعور). إذا نمت سميكة بما فيه الكفاية لهذا الاضطراب يمكن إزالتها من الركيزة ويسمى قائما بذاته. وغالبا ما مصقول السطح نمو BDD قائما بذاته لخفض ك?...

بدءا من سطح منتهية O ودعا لأن سطح منتهية H غير مستقر electrochemically، وخاصة في إمكانات انوديك عالية 7،40،41. يمكن تغيير إنهاء السطح تؤثر على حركية نقل الإلكترون من الأزواج المجال الداخلية، مثل التحليل الكهربائي للماء (المستخدمة هنا لتغيير درجة الحموضة حل المحلية). وعلاو?...

اختيار المواد القطب هو من أهمية كبيرة عند إجراء أي دراسة التحليل الكهربائي. في السنوات الأخيرة، س 3 الكربون (الماس) مخدر مع البورون كافية لتقديم المواد أصبحت &quot;المعادن مثل&quot; خيارا شعبيا لمجموعة واسعة من التطبيقات التحليل الكهربائي بسبب الكهروكيميائية الممتازة (والحرارية والميكانيكية) خصائص 1،2 (3). وتشمل هذه المقاومة للتآكل تحت الحل ودرجة الحرارة وضغط الظروف القاسية 4 نوافذ المذيبات واسعة جدا، والتيارات خلفية منخفضة، وانخفاض قاذورات، بالمقارنة مع غيرها من المواد الكهربائي تستخدم عادة 5-7،3. إلا أن زيادة غير الماس من الكربون (NDC: س 2) النتائج المحتوى في إطار المذيبات تناقص، وزيادة التيارات خلفية 7،8، والتغيرات في كل من السلامة الهيكلية والحساسية تجاه أنواع المجال الأكسدة داخلية مختلفة، على سبيل المثال. الأكسجين 12/09. ملاحظة عن ذلكلي التطبيقات، ويعتبر وجود الحفر الوطنية كما المفيد 13. وعلاوة على ذلك، إذا لا يحتوي على مادة البورون يكفي انها سوف تتصرف على أنها نوع ف أشباه الموصلات وتظهر انخفاض حساسية لأنواع الأكسدة والاختزال في إطار المحتمل التخفيض، حيث تشتد المنضب والمواد من حاملات الشحنة 7. وأخيرا، والكيمياء سطح البورون مخدر الماس (BDD) يمكن أيضا أن تلعب دورا في الاستجابة الكهروكيميائية المرصودة. وهذا ينطبق بشكل خاص على الأنواع المجال الداخلية التي تعتبر حساسة للكيمياء السطوح وخفض الماس مخدر حيث الهيدروجين (H -) - سطح إنهاء قد جعل السلكية شبه BDD القطب تظهر &quot;المعادن مثل&quot; 7. للاستفادة من خصائص متفوقة من هذا الاضطراب، فإنه غالبا ما يكون ضروريا هو مخدر المواد بما فيه الكفاية ويحتوي NDC أقل قدر ممكن. تعتمد على الطريقة المتبعة لزراعة هذا الاضطراب، ويمكن خصائص تختلف 14،15. هذه الورقة تقترح أولا المواد والمنتخبrochemical توصيف دليل بروتوكول لتقييم هذا الاضطراب الكهربائي صلاحيتها قبل استخدامها (أي البورون كافية، والحد الأدنى NDC)، ثم يصف تطبيق واحد على أساس تغيير محليا درجة الحموضة electrochemically باستخدام القطب التحقق البروتوكول. هذه العملية تستغرق الاستفادة من مرونة سطح NDC خالية BDD نحو تآكل أو حل في إطار تطبيق أقصى إمكانات تطبيقها (أو تيارات) لفترات طويلة من الزمن. ولا سيما استخدام القطب BDD لتوليد بروتون مستقرة (H +) أو هيدروكسيد (OH -) الطلاءات بسبب الكهربائي (الأكسدة أو تخفيض على التوالي) من الماء على مقربة من ثانية (استشعار) 16،17 يوصف هنا. وبهذه الطريقة من الممكن السيطرة على البيئة الرقم الهيدروجيني للاستشعار بطريقة منهجية، على سبيل المثال للتجارب درجة الحموضة المعايرة، أو لإصلاح درجة الحموضة في قيمة حيث عملية الكهروكيميائية هي الأكثر حساسية. هذا الأخير هو مفيدة بشكل خاص للتطبيقات حيث يتم وضع أجهزة الاستشعار في المصدر، مثل الأنهار والبحيرات والبحر والرقم الهيدروجيني للنظام ليست المثلى لقياس الكهروكيميائية من الفائدة. وتشمل مثالين الأخيرة: (ط) جيل لانخفاض الرقم الهيدروجيني المحلية، في درجة الحموضة حل محايد، لالكهربي وتجريد من الزئبق 17؛ ملاحظة هذا الاضطراب هو مادة المفضلة لالكهربي للمعادن نتيجة لنافذة الكاثودية موسعة 9،18،19. (ب) الكمي لشكل اكتشاف electrochemically من كبريتيد الهيدروجين والحاضر في درجة الحموضة العالية، عن طريق زيادة محليا درجة الحموضة من الحياد إلى القلوية بقوة 16.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="373">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:117px;">Pt Wire</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:75px;"></td>
			<td style="width:117px;">Counter Electrode</td>
		</tr>
		<tr height="100">
			<td height="100" style="height:100px;width:117px;">Saturated Calomel Electrode</td>
			<td style="width:64px;">IJ Cambria Scientific Ltd.</td>
			<td style="width:75px;">2056</td>
			<td style="width:117px;">Reference Electrode (alternatively use Ag|AgCl)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">BDD Electrode</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:75px;"></td>
			<td style="width:117px;">Working Electrode</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:117px;">Iridium Tetrachloride</td>
			<td style="width:64px;">VWR International Ltd</td>
			<td style="width:75px;">12184.01</td>
			<td style="width:117px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">Hydrogen Peroxide</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">H1009</td>
			<td style="width:117px;">(30% w/w) Corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">Oxalic Acid&#160;</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">241172</td>
			<td style="width:117px;">Harmful, Irritant</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:117px;">Anhydrous Potassium Chloride</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">451029</td>
			<td style="width:117px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:117px;">Sulphuric Acid</td>
			<td style="width:64px;">VWR International Ltd</td>
			<td style="width:75px;">102765G</td>
			<td style="width:117px;">(98%) Corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">Potassium Nitrate</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">221295</td>
			<td style="width:117px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:117px;">Hexaamine Ruthenium Chloride</td>
			<td style="width:64px;">Strem Chemicals Inc.</td>
			<td style="width:75px;">44-0620</td>
			<td style="width:117px;">Irritant</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">Perchloric Acid</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">311421</td>
			<td style="width:117px;">Oxidising, Corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">2-Propanol</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">24137</td>
			<td style="width:117px;">Flammable</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">Nitric Acid</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">695033</td>
			<td style="width:117px;">Oxidising, Corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">Sputter/ Evapourator</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:75px;"></td>
			<td style="width:117px;">With Ti &#38; Au targets</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:117px;">Raman</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:75px;"></td>
			<td style="width:117px;">514.5 nm laser</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:117px;">Annealing Oven</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:75px;"></td>
			<td style="width:117px;">Capable of 400&#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">Ag paste</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">735825</td>
			<td style="width:117px;">or other conductive paint</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:117px;">Potentiostat</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:75px;"></td>
			<td style="width:117px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">pH Buffer solutions</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">38740-38752</td>
			<td style="width:117px;">Fixanal buffer concentrates</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:117px;">Phenolphthalein Indicator</td>
			<td style="width:64px;">VWR International Ltd</td>
			<td style="width:75px;">210893Q</td>
			<td style="width:117px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:117px;">Methyl Red Indicator</td>
			<td style="width:64px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:75px;">32654</td>
			<td style="width:117px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of boron doped diamond electrode quality and application to in situ modification of local ph by water electrolysis

وقد أظهرت البورون الماس مخدر (BDD) أقطاب وعد كبيرا كمادة القطب حيث العديد من الخصائص التي أبلغت عنها مثل تمديد نافذة المذيبات والتيارات خلفية منخفضة، ومقاومة التآكل، وما إلى ذلك، تنشأ من طبيعة خاملة حفاز من السطح. ومع ذلك، إذا أثناء عملية النمو، غير الماس من الكربون (NDC) تندمج المصفوفة الكهربائي، وخصائص الكهروكيميائية تتغير يصبح السطح أكثر نشاطا تحفيزيا. على هذا النحو من المهم أن electrochemist تدرك نوعية والناجمة خصائص الكهروكيميائية الرئيسية من القطب BDD قبل استخدامها. وتصف هذه الورقة سلسلة من الخطوات التوصيف، بما في ذلك رامان المجهري، والسعة، نافذة المذيبات والأكسدة الكيمياء الكهربائية، للتأكد مما إذا القطب BDD يحتوي يذكر NDC أي لا تذكر س 2 الكربون. يتم تمييز تطبيق واحد الذي يستفيد من خاملة تحفيزياوتآكل الطبيعة مقاومة من سطح مجانا NDC-بروتون، أي المحلي مستقر وقابل للقياس وإنتاج هيدروكسيد بسبب التحليل الكهربائي للماء في القطب الاضطراب. كما وصفت نهجا لقياس التغير درجة الحموضة المحلي الناجم عن التحليل الكهربائي للماء باستخدام أكسيد إيريديوم المغلفة أقطاب هذا الاضطراب في التفاصيل.

وقد تم الحصول على أطياف رامان والكهروكيميائية الخصائص لتمثيلية BDD أقطاب macrodisc ذات الكثافة إشابة مختلفة، وكلا مستويات كبيرة وصغيرة جدا من NDC، أرقام 1 و 2. أرقام 1A و B تظهر البيانات رامان نموذجية لNDC التي تحتوي على رق?...

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis at JoVE.com

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

يوصف بروتوكول لتوصيف المعلمات الكهروكيميائية الرئيسية لالبورون الماس مخدر (BDD) القطب والطلب اللاحق للفي تجارب الجيل درجة الحموضة الموقع.

تقييم البورون مخدر الماس الكهربائي الجودة وتطبيق ل<em&gt; في الموقع</em&gt; تعديل درجة الحموضة المحلية عن طريق المياه الكهربائي

Boron doped diamond (BDD) electrodes have shown considerable promise as an electrode material where many of their reported properties such as extended ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

Synthesis, Cellular Delivery and In vivo Application of Dendrimer-based pH Sensors

Synthesis, Cellular Delivery and In vivo Application of Dendrimer-based pH Sensors

التوليف، تسليم الخلوية و<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; تطبيق مجسات درجة الحموضة مقرها Dendrimer-

The development of  fluorescent indicators represented a revolution for life sciences. Genetically  encoded and synthetic fluorophores with sensing ...

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

في الموقع توصيف المطفأ البروتينات في المياه التي SALVI وTOF-سيمز

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum ...

In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS

In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS

في الموقع وصف أونيدينسيس شيوانيلا MR1 الأغشية الحيوية سالفي و ToF-سيمز

Bacterial biofilms are surface-associated communities that are vastly studied to understand their self-produced extracellular polymeric substances (EPS) ...

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

في الموقع توصيف الجسيمات بويهميتي في المياه باستخدام SEM السائل

In situ imaging and elemental analysis of boehmite (AlOOH) particles in water is realized using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface ...

Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

الغزل الجاف موائع جزيئية وتوصيف الألياف المجددة Fibroin الحرير

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables ...

Synthesis of Core-shell Lanthanide-doped Upconversion Nanocrystals for Cellular Applications

توليف لشل الأساسية لانثانيدات يخدر نانوكريستالس Upconversion لتطبيقات الهاتف الخلوي

Lanthanide-doped upconversion nanocrystals (UCNs) have attracted much attention in recent years based on their promising and controllable optical ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

تعزيز السريع نانوبروبي إشارة بتوليف نانوحبيبات الذهب في الموقع

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

In Situ Lithiated Reference Electrode: Four Electrode Design for In-operando Impedance Spectroscopy

في الموقع إشارة Lithiated القطب: التصميم الكهربائي أربعة للتحليل الطيفي مقاومة أوبيراندو

Extending operating voltage of Li-ion batteries results in higher energy output from these devices. High voltages, however, may trigger or accelerate ...

Negative Additive Manufacturing of Complex Shaped Boron Carbides

التصنيع المضافة السلبية من مجمع على شكل الكربيدات البورون

Boron carbide (B4C) is one of the hardest materials in existence. However, this attractive property also limits its machineability into complex shapes for ...

Bio-inspired Polydopamine Surface Modification of Nanodiamonds and Its Reduction of Silver Nanoparticles

تعديل سطح بوليدوباميني المستوحاة من السيرة الذاتية نانودياموندس والحد منه من جسيمات فضة نانوية

Surface functionalization of nanodiamonds (NDs) is still challenging due to the diversity of functional groups on the ND surfaces. Here, we demonstrate a ...