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

点击翻译按钮获取中文摘要

硝酸イオン(NO3-)の電極酸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、炭素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、ピッチ系炭素繊維、PAN系炭素繊維、およよび、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、電極の極性を変換することにより、炭素繊維電極の表面にアミノ基を導入することにも成功した。 この方法は、炭素繊維電極の表面改質、特に、親水性炭素繊維電極の有効な作成法として極めて有効であり、酸化処理した電極は高い親水性を示した。さらに、これら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。 これらの修飾電極は、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,l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。