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

Мы хотели бы поблагодарить д-ра Джонатана Ньюленд для фотографии в рисунок 4B и для обработки изображений Оптический микроскоп для видео, Мисс Дженнифер Вебб за советом и визуальные по измерениям краевого угла, мисс Зи-инь загар окна растворителя данные в рисунке 2B Д-р Джозеф Максим совета по спектроскопии комбинационного рассеяния света, а также членов Warwick электрохимии и Интерфейсы Группы, которые помогли разработать протоколы, описанные здесь. Мы хотели бы также поблагодарить Макс Иосифа, Lingcong Мэн, Зои Ayres и Рой Мейлер за участие в съемках протокол.

Примечание: BDD электроды обычно выращивают с помощью химических методов осаждения из паровой фазы, присоединенные к ростового субстрата. Они покидают камеру Н-прекращены (гидрофобный) роста. Если выращивают достаточно толстый BDD может быть удалена от подложки и называется Свободностоящая. Свобод...

Начиная с поверхности O концевыми является выступает из-Н-концевыми поверхность электрохимически неустойчивы, особенно при высоких анодных потенциалов 7,40,41. Изменение прекращение поверхности может повлиять на перенос электрона кинетику внутренних пар сферы, таких как электрол...

Выбор материала электрода имеет важное значение при проведении каких-либо Электроаналитические исследование. В последние годы, SP 3 углерода (алмаз), легированного бором с достаточной, чтобы сделать материал &quot;металл, как&quot; стал популярным выбором для широкого круга приложений электроаналитических благодаря отличной электрохимической (и тепловых и механических) свойств 1,2 3. Они включают в себя коррозионную стойкость в экстремальных решение, температуры и давления, 4 ультра-широкие окна растворителей, низкофоновых токов, а также снижение загрязнения, по сравнению с другими широко используемыми электродных материалов 5-7,3. Тем не менее, увеличение неалмазного углерода (НДЦ SP 2) Результаты контент в окне уменьшения платежеспособного, увеличение фоновых течений 7,8, изменений как в структурной целостности и чувствительности к различным внутренним видов сфера окислительно-восстановительных, например. кислорода 9-12. Примечание такмне приложения, НДЦ присутствие рассматривается как выгодное 13. Кроме того, если материал не содержит достаточного бор он будет вести себя как р-типа полупроводника и показать пониженную чувствительность к окислительно-восстановительных видов в восстановительном потенциального окна, в котором материал наиболее истощенных носителей заряда 7. Наконец, химии поверхности алмаза, легированного бором (BDD) также могут играть определенную роль в наблюдаемом электрохимической реакции. Это особенно верно для внутренних видов сферы, которые чувствительны к химии поверхности и снизить легированного алмаза, где атом водорода (Н -) - прекращается поверхность может сделать полупроводниковых БДД электрод появляются &quot;металл, как&quot; 7. Чтобы воспользоваться превосходящими свойства BDD, он часто является необходимым материал достаточно легированных и содержит, как мало НДЦ как это возможно. В зависимости от метода, принятого расти BDD, свойства могут варьироваться 14,15. Это документе сначала предлагает материалы и избранныйrochemical руководство протокол характеристика для оценки пригодности BDD электродов до использования (то есть достаточное бор, минимальный НДЦ), а затем описывает одно приложение на основе локально изменяя рН электрохимически с использованием электрода для протокола проверяется. Этот процесс занимает преимущество поверхностной устойчивости НДЦ свободных BDD к коррозии или растворения под применении экстремальных применяется потенциалов (или токов) в течение длительных периодов времени. В частности, использование электрода BDD генерировать стабильные протон (H +) или гидроксид (OH -) потоков в результате электролиза (окисление или восстановление соответственно) воды в непосредственной близости от второго датчика () 16,17 описано здесь. Таким образом, можно контролировать рН среды датчика на систематической основе, например, для титрования рН, или исправить рН на значении, где электрохимический процесс наиболее чувствителен. Последнее особенно полезно дляприложения, где датчик установлен на источник, например, река, озеро, море и рН системы не является оптимальным для электрохимического измерения интереса. Два последних примеров можно назвать: (I) получение локализованной низким рН, в нейтральном рН раствора для электроосаждения и отгонки ртути 17; обратите внимание БДД является излюбленным материалом для электроосаждения металлов в связи с расширенной катодной окне 9,18,19. (II) Количественное определение электрохимически детектируемого виде сероводорода, присутствующего в высоком рН, локально повышая рН от нейтрального до сильно щелочной 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

Бор алмаза, легированного (BDD) электродов показали широкие перспективы в качестве электродного материала, где многие из их сообщенных свойств, таких как окна расширенного растворителя, низкие фонового тока, коррозионная стойкость и т.д., возникают из каталитически инертных природы поверхности. Однако, если в процессе роста, не алмазного углерода, (NDC) становится включены в электродной матрицы, электрохимические свойства, как будет меняться поверхность становится более каталитически активным. Таким образом, важно, что электрохимик осознает качества и в результате основные электрохимические свойства электрода BDD перед использованием. Эта статья описывает ряд шагов по характеристике, в том числе комбинационного микроскопии, емкости, окна растворителя и окислительно-восстановительного электрохимии, чтобы установить электрод БДД, содержит ли незначительное НДЦ т.е. незначительное SP 2 углерод. Одна заявка будет выделен, которые используют преимущества каталитически инертныйи коррозии природа в НДЦ свободной поверхности, то есть стабильной и количественному местного протон и гидроксида производство из-за электролиза воды на электроде BDD. Подход к измерению локальное изменение рН, вызванное использованием электролиза воды оксида иридия, покрытые BDD электродов также описан подробно.

Спектры комбинационного рассеяния и электрохимические характеристики получены для представительных BDD macrodisc электродов с различной плотностью примесных, и оба значительные и незначительные уровни НДЦ, 1 и 2. 1А и В показаны типичны...

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

Протокол описан для характеристики основных электрохимических параметров бора алмаза, легированного (BDD) электродом и последующего применения для экспериментов в поколения Situ рН.

Оценка легированный бором алмазного электрода качества и применения к<em&gt; На месте</em&gt; Модификация местного рН электролиза воды

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

Синтез, Сотовый Доставка и<em&gt; В естественных условиях</em&gt; Применение датчиков рН Дендримеров основе

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

Непосредственное определение характеристик гидратированных белков в воде SALVI и TOF-SIMS

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

На месте Характеристика Shewanella oneidensis MR1 биоплёнки Сальви и ToF-SIMS

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

На месте Характеристика бемит частиц в воде с использованием жидких SEM

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

Microfluidic сухой-спиннинг и характеристика регенерированного шелка Фиброин волокон

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

Синтез ядро оболочка легированный лантаноиды Upconversion нанокристаллов для сотовых приложений

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

Быстрый Nanoprobe сигнала повышение синтеза наночастиц золота в Situ

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

В Situ электрод Lithiated сравнения: Дизайн четыре электрода для-operando импедансной спектроскопии

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

Отрицательный аддитивного производства сложных фасонных Карбиды бора

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

Био вдохновил Polydopamine поверхности модификация наноалмазов и его сокращение наночастиц серебра

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