[发明专利]一种测定液/液界面电子转移速率的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种测定液/液界面电子转移速率的方法。

背景技术

由于液/液界面可以看作是模拟生物膜或人造膜的简单模型，研究其上电子转移过程对理解生物体复杂的生理变化过程具有重要的意义。研究液/液界面的方法主要有：微管技术、光谱电化学方法、微滴电化学方法、扫描电化学显微镜(SECM)、薄层循环伏安法(TLCV)、二次谐波生成法(SHG)和总频率生成法(SFG)等。SECM作为一种最新型实验方法解决了许多传统电化学方法无法解决的问题，如IR降、充电电流、区分了电子转移和离子转移过程。然而，SECM也具有一定的局限性，它不仅对仪器设备要求高，且实验数据处理复杂。因此TLCV是最简单的测量液/液界面电子转移速率的方法。该方法无须昂贵的实验仪器，药品消耗少，数据处理简单。尤其是有机相仅需几微升，为研究一些产率低的难溶化合物的界面行为提供了有利的分析手段。然而，在实际的测量中，常常为了探究最优的实验条件而费力费物。

发明内容

基于上述，本发明的目的在于提供一种简单测定液/液界面电子转移速率的新方法。该方法是将薄层循环伏安法与数值模拟相结合，即先利用数值模拟准确预测出具体实验体系的最优实验条件，然后将该条件应用于薄层循环伏安法的实验中，从而简单快速的测定出精确的速率常数值。

本发明是通过以下措施实现的：

一种测定液/液界面电子转移速率的方法，其步骤是：

1.通过数值模拟得到最优实验条件

a.按照菲克第二扩散定律，利用数值模拟中的标准有限差分法模拟两相中反应物的扩散过程从而得到薄层理论中的时间扩散电流i_d，

id=nFADNB(∂cNB1(x,t)∂x)x=0]]>

其中，t：电流扫过的时间；D_NB：有机相中反应物的扩散系数；c_NB(x，t)：有机相中反应物在时间t，给定位置x上的浓度；i_d：扩散电流；n：反应过程中转移的电子数；F：法拉第常数；A：电极面积；

b.基于薄层定量分析理论得到时间电流响应值i_obs，

(i_obs)^-1＝(i_d)^-1+(i_et)^-1

i_d＝nFAC^*_NBD_NB/d

i_et＝nFAk_etC^*_NB C^*_H2O

其中，i_et：两相间反应的动力学电流；k_et：界面电子转移反应速率常数；c^*_NB：有机相中反应物的初始浓度，c^*_H2O：水相中反应物的初始浓度，d：有机薄层厚度，i_obs：平台电流；

c.由扫描电位窗和扫速得到时间和电位的关系