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電気化学発光過程をプロープとする構造規制界面電子移動の解析

以电化学发光过程为探针分析结构调控的界面电子转移

基本信息

批准号：
10131238
负责人：
小山宗孝
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto 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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、二次元CCD発光検出システムを新規に構築して、顕微鏡下で電極表面発光を測定・解析することにより、界面電子移動やそれに及ぼす電極表面構造の影響にについての直接観測を可能にする目的で研究を進めた。特にペリレンの電解酸化還元過程において、カチオンラジカルの二量体の結晶成長とそれを核とする局所場での電気化学発光過程の観測について検討した。アセトニトリル中でのペリレンの電極反応においては、電解還元時には溶液内で安定なペリレンアニオンラジカルが生成するのに対して、電解酸化時には電極表面には針状結晶が成長する。この電極に、-1.0V 100ms,+2.0V 100msの連続パルスを印加して、その過程でCCDによって光検出を行った結果、パルス電解開始直後の2秒間露光した場合には析出結晶表面で強い発光が観測された。この発光のスペクトル測定を行った結果、観測される発光は励起一重項状態を経由するのではなく、エキシマーを経由することがわかった。このことから、発光反応初期過程では析出結晶上では局所的にペリレンカチオンラジカルの二量体濃度が増大することにより、微結晶表面での発光が観測されるものと考えられる。さらに、二次元発光像の時間変化について観測した結果、10-20秒後には微結晶の背面からの発光が強くなり、コントラストが逆転したような発光像が観測できた。これは、結晶の溶解反応の進行に伴い結晶上よりむしろ電極界面溶液層のPe濃度が増大して、溶液内での発光反応が顕著になる理由によるものと考えられる。このほかにも、ペリレンカチオンラジカル塩が関与する電気化学発光観測においては、電極のエッジ効果やパルス幅に依存した結晶溶解反応の観測など、局所的かつダイナミックな電極反応過程の直接観測を可能にした。

This study is aimed at establishing a new method for detecting the emission of light from the electrode surface under a microscope, analyzing the electron movement at the interface and studying the effect of the electrode surface structure on the direct detection. In particular, the electrolytic acidification process of the electrolyte, the crystal growth of the two-dimensional crystal, and the measurement of the electrochemical process of the nuclear field are discussed. The electrode reaction in the electrolyte is stable in the solution during electrolysis, and needle crystals grow on the electrode surface during electrolysis acidification. The electrode,-1.0V 100 ms,+2.0V 100 ms continuous light emission, CCD light emission during the process, light emission within 2 seconds after the start of electrolysis, strong light emission on the precipitated crystal surface. The results of the measurement of the light emission are as follows: In the initial stage of light emission, the concentration of the two substances increases due to the precipitation of crystals on the surface of the crystals, and the detection of light emission on the surface of the crystals. In addition, the time variation of the two-dimensional optical image is measured. After 10 - 20 seconds, the optical image is detected on the back of the micro-crystal. The reason why the dissolution reaction of crystallization is accompanied by the increase of Pe concentration in the electrode interface solution layer and the increase of light reflection in the solution is discussed. This is the first time that the electrode has been used for direct measurement of the electrode reaction process.