電極酸化により生成する硝酸ラジカルを用いた炭素電極表面の構造規制

利用电极氧化产生的硝酸根调节碳电极表面的结构

• 批准号: 11118270
• 负责人: 柏村 成史
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kinki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118270/
• 关键词: 炭素繊維; 電極酸化; 硝酸ラジカル; 親水性; 修飾電極

硝酸イオン(NO3-)の電極酸性化により生成する硝酸ラジカル(NO3・)を用いて、グラファイト電極や、炭酸繊維電極の表面酸化を行うことにより炭素電極表面上に高効率で酸素官能基および、窒素官能基を導入できることを見出した。この方法は、等方性炭素繊維、PAN系炭素繊維、および、グラファイト等に広範に適用可能であることが明らかになった。また。この方法は、炭素繊維電極の表面改質、特に、親水性炭素繊維の有効な作成法として極めて有効であり、酸化処理した炭素繊維を用いた複合プラスチック材料は未処理の炭素繊維を用いた場合と比べ約1,5倍の強度を示すことが明らかになった。さらに、炭素繊維上の官能基の反応性を利用して、炭素繊維電極の表面を化学的に修飾することも可能であることが明らかになった。これらの官能基により修飾した修飾炭素電極は、反応性に大きな違いがあり、たとえば、水酸基で修飾した電極を用いてベンゾフェノンの還元カップリングを行った結果生成物のd,1体の比率が未修飾の電極を用いた場合の約倍になり、電極表面の水酸基の効果が顕著に現われることを見出した。また、水酸基を立体的に嵩高いエステル基で修飾すると、カップリング生成物の比率が顕著に減少し、単純還元体であるアルコールの比率が増加することが明らかになった。さらに、光学活性なシトロネリックアシッドで修飾した電極ではd,1体の比率が顕著に変化することも分かった。

已经发现，通过使用硝酸盐自由基（NO3·），可以在碳电极表面引入氧官能团和氮官能团，该氧气官能团通过酸化硝酸盐离子（NO3-）而产生的硝酸盐自由基（NO3·）来执行石墨电极和碳酸纤维电极的表面氧化。该方法已被证明广泛适用于各向同性碳纤维，基于锅的碳纤维，石墨等。还。该方法非常有效，作为碳纤维电极的表面修饰，尤其是作为产生亲水性碳纤维的有效方法，并且已经发现使用氧化碳纤维的复合塑料材料比使用未经处理的碳纤维的塑料材料强约1,5倍。此外，已经表明，可以通过利用碳纤维上官能团的反应性来化学修饰碳纤维电极的表面。这些官能团修饰的修饰的碳电极在反应性上有很大差异。例如，当使用与羟基修饰的电极修饰的电极减少偶​​联时，d的比例是未修饰的电极的两倍，羟基对电极表面的影响是显着可见的。还揭示了当用散装酯组修饰羟基时，偶联产物的比例大大降低，而酒精的比例（这是一种简单的还原形式）增加。此外，发现D的比例在用光学活跃的石油酸修饰的电极中显着变化。