有机溶液电化学制备

全国电化学制造技术论坛是系列会议论坛，由中国化学会主办，旨在推动本领域技术的深度交流，促进创新和产业化发展。全国电化学制造技术论坛 2018 将围绕技术发展、工业应用以及需求趋势等展开专题讨论和交流，努力推动新成果转化。会议时间：2018年11月30日 - 12月2日会议地点：辽宁省友谊宾馆电化学电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学”。电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学制造是基于电化学原理与方法，进行产品、器件和材料的制备与制造，具有突出的技术优势和不可替代性。飞纳台式扫描电镜在电池领域的应用 隔膜: 陶瓷隔膜 正极材料: 三元材料 负极材料: 石墨 改性材料: 石墨烯、碳管 电池外壳 质量控制 缺陷分析正极材料锂电池正极颗粒的形貌控制、材料的均匀性和批次的一致性关系到整个电池的性能与稳定性。通过飞纳电镜，可以对颗粒晶体的生长方向、晶粒大小和晶粒堆积方式进行有效表征，通过这些信息调整生产工艺，优化电化学性/惰性界面的面积、应力释放路径、锂离子扩散途径，从而提升电池的倍率性能和循环稳定性。 锂电池正极材材料 锂电池截面：离子研磨负极材料锂电池负极材料的颗粒大小将会对材料的堆积产生直接的影响，进而直接影响到锂离子的脱嵌，从而影响到电池性能。颗粒的形状，粒径分布会影响浆料的流变特性。通过飞纳台式扫描电镜和颗粒统计分析软件，可以对颗粒的大小，形状，粒径分布进行全方位的分析。 锂电池负极材料 颗粒统计分析测量系统电池隔膜根据制造工艺不同，电池隔膜表面的孔洞孔径介于 30 至 200 纳米之间，因此放大倍数需要 2 万- 10 万倍。电池隔膜在电子束下很容易受到损伤，所以需要使用低电压成像。飞纳场发射台式扫描电镜可以满足表征要求，对隔膜孔径大小和孔洞均匀性实现有效表征。 电池隔膜 陶瓷隔膜 通过飞纳电镜的孔径分析测量系统，还可对电池隔膜进一步分析，获得每个孔径的属性参数，如孔径尺寸、长轴短轴比等。 孔径统计分析测量系统改性材料 石墨烯 碳纳米管飞纳电镜与手套箱的结合在手套箱众多行业的应用中，传统的方法始终难以避免将样品从手套箱中取出，再放到实验器材中观察分析。对于检测空气敏感型样品，如锂电池材料等，取出样品的过程即便时间再短，也无法避免材料的瞬间剧烈氧化反应，这会导致样品的形貌、成分发生严重破坏。飞纳台式扫描电镜成功地解决了这方面的问题，小巧轻便的体积使得电镜可以轻松放进手套箱狭小的空间中，扫描电镜所有的操作都可以在手套箱内进行，样品合成制备、制样清理、观察分析的全过程全部在手套箱中完成。得益于飞纳电镜的电路防护设计，电镜即使放置在充满氩气这种易电离气体环境的手套箱中也可以完全正常工作。飞纳电镜与手套箱锂电池材料在检测过程中，为了防止空气与锂电池材料的相互反应，往往需要在惰性气体环境下进行工作。氩（Ar）气手套箱是最常用的隔绝空气设备。飞纳电镜开创了扫描电镜在氩（Ar）手套箱内进行正常工作的先例。飞纳电镜电池行业对检测样品的分辨率要求较高，可以选择飞纳台式扫描电镜能谱一体机 Phenom ProX，或者飞纳台式场发射电镜 Phenom LE，为电池领域研究提供解决方案。 飞纳电镜操作简便，快捷，稳定，无需频繁更换灯丝，非常适合电池行业中的企业使用。 飞纳电镜体积小巧，是可以放到手套箱中使用的电镜。 飞纳电镜的颗粒系统及孔径系统软件可以方便快捷地对电镜行业进行分析（颗粒系统分析正负极材料颗粒，孔径系统分析隔膜孔隙。

p 　　近期，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员黄行九和安徽光学精密机械研究所研究员赵南京从电化学、激光诱导击穿光谱(LIBS)检测水溶液中Cr(VI)存在的问题出发，通过将电化学方法与激光诱导击穿光谱(LIBS)联用并结合微区液体排空装置实现对水中微污染物Cr(VI)的原位水下检测。该工作在利用光谱-电化学方法联用实现水下原位重金属离子的准确检测方面具有重要的科学意义，相关研究成果已发表在美国化学会《分析化学》上(Analytical Chemistry 2017, DOI:10.1021/acs.analchem.7b00629)。 /p p 　　激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种元素分析方法已被用于环境样品中重金属离子的检测研究。但LIBS直接检测液体样品时往往伴随着溶液对激光能量和等离子体信号的吸收，对激光的散射与折射等现象，致使其检测灵敏度低、检测限较高。为克服以上问题，常需通过富集方式将溶液样品中的待测物转移到固体基底上，而后在空气环境中进行LIBS检测。但这种样品预处理和检测分开进行的分析方式可能会带来样品成分的变化，从而影响检测的准确性。 /p p 　　研究人员将微区液体排空装置、电吸附富集方法与传统LIBS结合实现溶液中Cr(VI)的原位水下检测。为了克服LIBS检测水样品时存在的一系列问题，研究者研发了微区液体排空装置，其工作原理为：当系统采集LIBS信号时，通过引入气流使得仪器的激光传输通道和等离子体激发与收集腔内的溶液排出，以在这两个区域及电极表面形成短暂的空气环境，借此避免激光传输过程中能量的损耗、等离子体激化点处的溶液溅射等来自周围水环境的干扰问题，提高光谱信号的稳定性。为了改善LIBS的检测下限并提高检测的选择性，电吸附方法被用于富集溶液中Cr(VI)，壳聚糖修饰的石墨烯作为吸附剂，同时电吸附富集过程中形成的正电场避免了来自共存阳离子的干扰。不仅如此，该原位水下LIBS体系在真实水样品环境中Cr(VI)也表现出较好的检测性能。该研究成果还可以扩展到原位定量检测水环境中其他带电离子污染物方面。 /p p 　　该研究工作得到了国家重大科学研究计划项目、国家自然科学基金和中科院创新交叉团队等项目的支持。 /p p 　　 a title=" " href=" http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.7b00629" target=" _blank" 文章链接 /a /p p style=" text-align: center " img title=" W020170505330906105809.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/8efe9116-7d60-49fe-beb2-2196747ea515.jpg" / p style=" text-align: center " 微区液体排空装置辅助原位水下电吸附-LIBS体系的实验装置图。(a)原位光谱电化学LIBS设备原理图 微区液体排空装置设备的分解图(b)和剖面图(c) /p p /p p /p /p

长期以来，大规模可靠制备高性能有机电化学晶体管（organic electrochemical transistor，OECT）是领域内的瓶颈问题。相对于普通的薄膜晶体管，要实现高性能的 OECT，需要对器件进行严格封装和图案化，以尽量避免电解质和源漏电极的直接接触产生寄生电容，这直接导致了冗长的制备流程、高昂的制备成本等系列问题。另外，OECT 在稳定性和 N 型性能上亟需大幅提升，以契合产业化需求。近期，电子科技大学（以下简称“电子科大”）和美国西北大学等团队合作，设计了一种兼容低成本制备流程的新型垂直结构，实现了具有更小体积、更高跨导、更优循环特性的 OECT。具体来说，相对于传统平面结构，在相同面积下，实现了 N 型器件跨导 1000 余倍的提升（即实现相同跨导，器件面积可缩小 1000 余倍）；在低于 0.7V 的驱动电压下，实现了 5 万次以上的稳定循环。该研究解决了 OECT 在性能、集成度及稳定性方面的系列问题，为 OECT 的大规模可靠制备及应用拓展奠定了坚实的基础。审稿人对该论文评价道：“本文展示了基于 P 型和 N 型 OECT 垂直架构的有趣示例。结果是原始的、新颖的，同时 N 型和 P 型特性非常平衡且特别稳定。”图丨相关论文（来源：Nature）近日，相关论文以《用于互补电路的垂直有机电化学晶体管》（Vertical organic electrochemical transistors for complementary circuits）为题发表在 Nature 上[1]。电子科技大学自动化工程学院黄伟教授为该论文的共同一作兼通讯作者，程玉华教授、美国西北大学安东尼奥法切蒂（Antonio Facchetti）教授、托宾・J・马克斯（Tobin J. Marks）教授及郑丁研究助理教授为论文共同通讯作者。N 型 OECT 循环 5 万次仍无明显衰退此前，基于 N 型的 OECT 的循环稳定一般不会超过千次。该研究解决最重要的难题在于其性能异常稳定，特别是对于 N 型的 OECT，在低于 0.7V 的驱动电压条件下，垂直型 OECT 在循环 5 万次条件下仍无明显衰退。黄伟表示：“器件性能的数量级提升，对未来技术的产业转化奠定了良好的基础。”由于制备高性能的 OECT 程序比较繁复、制备时间长、制备成本也高，因此对相关设备的资金投入也会比较高。该工艺兼容了低成本溶液制备流程，不需要比较复杂的光刻工艺（包括干法和湿法刻蚀工艺），采用直接光照交联以及简单的金属掩模板蒸镀电极的方式，就可以实现比以前性能更优异的晶体管性能。特别是在单位面积的性能上，由于垂直堆叠结构的独特性，在占用同样面积的情况下，垂直结构的跨导对于 P 型 OECT 来说，比平面结构增加了十几倍；对于 N 型 OECT 来说，则有上千倍的增加。黄伟指出，量级的增加意味着如果想实现之前的 OECT 的性能，在体积上可以做得更小。因此，对于制备轻便且高度集成的传感器非常有优势。图丨新型垂直器件结构表征及其性能（来源：Nature）该研究源于黄伟在做有机电化学晶体管相关研究时，偶然发现的“反常现象”。有意思的是，当时该团队并不认为该种垂直堆叠结构的器件会工作，因此相关测试是作为原始参照组来进行的。一方面，对于有机电化学晶体管来说，需要离子完全渗入到半导体中，而垂直堆叠的结构中由于沟道完全被上电极覆盖，离子只能从边缘注入，这会导致离子传输路径受限，直观上掺杂难度极大。黄伟指出，一般来说，若电极直接设计在 OECT 的半导体上，其被离子掺杂后会导致明显的微观结构变化，因此必然对电极的接触造成损伤。前人做出的垂直结构在损失部分有效沟道的前提下，采用较为复杂的光刻手段将上电极固定。图丨新型垂直结构构建的垂直电路及其输出特性（来源：Nature）该研究由电子科大、美国西北大学、云南大学、浙江大学等多个团队共同完成，其中美国西北大学研究的重点方向是化学和材料，电子科大团队则偏重器件和测试方面。黄伟表示，器件结构设计得益于新材料的合成，其特点在于它能够同时导电子（空穴）及离子，也就是说，它的工作原理类似神经突触，电学信号转化为化学信号，然后再转为电学信号的器件。在课题组成员研究初期“不相信”的问题上，审稿人也提出了同样的疑问：这样的结构得到这么好的性能，真的是因为离子完全注入了沟道吗？为了回答离子注入的问题，该团队花了很多精力不断地设计对比实验，用新材料、新结构最终证明了该现象的正确性及普适性。有望应用于柔性电子、仿生传感、脑机接口等领域由于 OECT 具备良好的生物兼容性，因此有望应用于柔性电子、仿生传感、生物化学及电信号（包括脑机接口等）方向。一方面，它的工作原理类似神经突触，能模拟神经突触的传感功能，例如像人类皮肤那样能感受到温度、压力、湿度，以及探测到心电、脑电等人体信号等。该器件由于集成度高，相对于原来的平面结构，可在达到同样的性能的前提下缩小千倍，有利于在探测高精度的脑部活动或神经活动时避免/减小对组织的损伤。另一方面，由于它可以做得轻便、柔软，还可以拓展到仿生机器人对外界环境的传感，以及对生命健康的探测。黄伟认为，该技术可能最先应用在柔性仿生传感领域。此外，由于该器件和神经突触类似，其也有望应用于人工智能硬件。“它可以通过器件与器件之间相连，形成神经网络。这里的神经网络是基于模拟生物或生物的神经网络形成的网络硬件。”黄伟说道。下一步，该团队计划将器件的性能、稳定性进一步提升。目前阶段，课题组成员还没有系统地探讨它的柔性及可拉伸特性，他们希望未来能尽量往皮肤或器官上贴合。此外，他们将会把该新型器件与后端系统进行集成，形成小型、快速、准确的传感特色，进而实现低功耗柔性可拉伸的便携传感系统。从光学工程到自动化工程，致力于将研究成果进一步集成黄伟从南开大学物理学院本科毕业后，在电子科大光电科学与工程学院完成了博士阶段的学习（师从于军胜教授），期间前往美国西北大学联培，研究方向偏材料及器件。随后，黄伟在西北大学材料科学与工程中心进行了博后训练，并担任研究助理教授。随着研究的深入，他希望能够将研究成果进一步推广应用，形成传感设备、测试系统，以期实现研究成果的落地。因此，在西北大学进行博后研究和担任研究助理教授后，2021 年，他选择回到母校电子科大任教，加入自动化工程学院测试技术与仪器研究所。此前，黄伟与团队解决了柔性可拉伸性与传感信号输出稳定性同步提升的难题[2,3]。他们通过将先进柔性可拉伸场效应管制备技术与原位“传感与放大一体化”集成方法的融合，进一步结合复合互补电路与应力释放制备工艺，实现了在复杂应力条件下，针对关键生理参数的稳定传感信号输出。该课题组的主要研究方向集中在柔性仿生传感技术、有机电化学晶体管以及柔性可拉伸电子器件。一方面，在基础的元器件开发上，他们期望通过引入更多性能好的传感元器件，推进功耗、灵敏度方面的进展。另一方面，基于现有的元器件进一步地集成和驱动，朝着疾病诊断、健康管理等应用方向发展。在黄伟看来，做科研的关键品质之一是长期保持好奇心。因此，即便实验失败了，也好奇失败的具体原因。“科研工作者追求的并不是表面的结果，而是从现象背后的原理到应用都高保真的全过程。对科学问题的探索，我们要像挖金矿那样直到‘挖不动’为止。”他说。面对研究中失败的结果，黄伟也有一套自己的科学价值观。他表示，爱迪生在发明电灯泡时用了六千多种材料，尝试了七千多次才获得最后的成功。因此，即便有 1% 的希望，也要坚持和勇于尝试。此外，他还指出，由于个人的思想和经验非常局限，因此通过学科交叉定期地进行“头脑风暴”，可以从不同的视角提出新的创意，这也是目前工科发展的一大特色。参考资料：1.Huang, W., Chen, J., Yao, Y. et al. Vertical organic electrochemical transistors for complementary circuits. Nature 613, 496–502 (2023). 2.Chen, J., Huang, W., Zheng, D. et al. Highly stretchable organic electrochemical transistors with strain-resistant performance.Nature Materials 21, 564–571 (2022). 3.Yao,Y.,Huang,W.et,al.PNAS,118,44,e2111790118(2021).

背景介绍高温抗氧化涂层在航空航天领域是至关重要的部分。一种成功的抗氧化涂层首先必须与基体材料有着化学或者物理上的相容性；其次，在材料温度适用范围内，更能提供一层连续、致密的氧阻挡层[1]；再者，涂层要有方便、经济的制备工艺等。MoSi2有着高熔点（2030℃），良好的导电性和导热性，优异的高温抗氧化特性，是一种广泛应用的高温材料。现已发展为用于高温合金和碳/碳复合材料高温抗氧化保护涂层[2]。本实验采用电化学沉积法制备钼基体表面MoSi2涂层，图(a)是在900度氧化10h的表面形貌。图(b)是钼基体表面B改性MoSi2涂层，在900度氧化10h的表面形貌。图1 相同实验条件下不同方式制备涂层表面形貌结果表明：图a涂层经过氧化后在表面形成了一层SiO2氧化膜。该涂层主要用于钼及钼合金表面防护，以提高其在高温环境下的服役时间。图b涂层经过氧化后在表面形成了一层由SiO2和B2O3构成的氧化膜。通过B的改性，可以降低MoSi2涂层在中低温段氧化时的“粉化”倾向，进而提高其抗氧化能力。参考文献[1] Thomas A Kircher,et al.Engineering limitations coatings. Mater Sci Eng. 1992. A155:67[2] 蔡作乾，等编著. 陶瓷材料辞典.北京：化学工业出版社,2002

在本文，德祥将带您一起探索电化学的魅力，揭秘Vapourtec流动合成仪中的离子电化学反应器。这项创新反应器技术引领着有机卤化物交叉偶联领域，实现了Csp2-Csp3键合的突破。通过优化关键反应，预期产物收率达到81%！ 背景电化学作为与分子相互作用密切相关的方法之一，近年来受到广泛关注。有机卤化物交叉偶联的电化学途径，特别是Csp2-Csp3键合，对于拓展合成方法学、实现选择性和功能性、推动可持续化学发展以及在医药和材料科学中的应用具有重要的研究意义。2017年，辉瑞公司提出了一种还原型交叉偶联反应，用于在批处理电化学系统中构建Csp2-Csp3键。电化学方案被用来还原镍催化剂（根据文献，将NiII还原为Ni0或将NiIII还原为NiII）。 图1：苯基碘化物和烷基碘化物之间的还原型交叉偶联反应在下面为大家分享的实验案例中，利用Vapourtec Ion电化学反应器在连续流条件下对该反应进行了优化。实验设置所有实验都是使用配备R2C+泵模块以及新型离子电化学反应器的Vapourtec R系列进行的。 图2：实验装置示意图实验反应物 配体2-氨基吡啶盐酸盐（L1）； 烷基碘化物； NiCl2（DME）； NaI以及芳基碘化物。实验准备 1. 所有材料除了配体L1外，均从商业供应商购买。 2. 试剂溶液的制备在一个被真空处理后的20ml瓶中进行，加入各类试剂后混合搅拌。实验操作 1. 工作电极使用碳电极作为阴极，锌电极作为阳极； 2. 反应是在恒电流（0.02A）进行； 3. 工作温度:30℃和50℃，实验样品通过泵送模块泵入盘管反应器，再通过离子电化学反应器进行反应。 表1：反应条件与收率对比实验结果实验结果显示，当在室温下使用一定量的镍配合物和配体时，反应的产率仅为18%。而提高反应温度或者延长停留时间可以得到更高的产率。使用吡啶甲酰胺衍生物L1作为配体，可以得到最好的效果，产物产率最高可达81%。温度，反应时间和配体的选择都是影响产率的关键因素。使用离子电化学反应器成功地进行了试剂的转化和产物的收集，通过优化实验条件，实现了较高的收率。整个实验过程轻松简便，极大提高实验效率。Vapourtec Ion电化学反应器 Vapourtec推出与R和E系列流动化学系统兼容的Ion电化学反应器。这一创新设备利用流动微反应器提供的极大表面积与体积比，使得反应更加高效。Ion电化学反应器的多功能性使其成为研究者的理想选择： # 可加热或冷却（-10°C至100°C） # 可在高达5 bar的压力下工作（允许在溶剂沸点以上和气体混合物中工作） # 反应器体积可轻松调整，从0.15毫升到1.20毫升 # Vapourtec提供20种不同的电极，同时还可以获取特殊电极。离子电化学反应器控制器 Vapourtec流动合成仪的Ion电化学反应器为有机卤化物交叉偶联提供了一种前沿技术。通过这一创新反应器设备，化学家们能够更高效地构建Csp2-Csp3键合，开启全新的合成途径。Vapourtec英国Vapourtec是德祥科技旗下代理品牌之一。英国Vapourtec公司专业致力于研发和生产流动合成仪。目前在世界*制药公司中都有了Vapourtec的产品。其生产的R系列产品质量可靠、性能成熟，高效能模块系统可随您的流动化学生产能力的扩大而扩大，确保能满足您的业务发展需求。既能即刻发挥目前投资的效益，也能保障未来有足够大的选择地。新型的E 系列操作界面清晰、简单、触摸屏操控，开机即用式、无需培训或少量培训即可上手使用。同时针对性的反应器提高对应反应的效率。产品包含了E系列和R系列流动合成仪、光化学反应器、离子电化学反应器等。德祥科技德祥集团成立于1992年，总部位于香港特别行政区。作为卓越的科学仪器供应商和服务商,德祥服务于大中华区和亚太地区，每年都为数以千计的客户提供全套解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。作为深耕科学仪器行业的供应商与服务商，德祥现已服务于政府、高校、科研、制药、检测、食品、医疗、工业、环保、石化以及商业实验室等众多领域。公司目前在亚太地区设有13个办事处和销售网点，3个维修中心和1个样机实验室。2009至2021年间，德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度*代理商“、”年度最高销售奖“等殊荣。我们始终秉承诚信经营的理念，致力于成为*的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每*都在使这个世界变得更美好！参考文献：[1] M. Yan, Y. Kawamata, and P. S. Baran, "Synthetic Organic Electrochemical Methods Since 2000: On the Verge of a Renaissance," Chem. Rev., vol. 117, no. 21, pp. 13230–13319, Nov. 2017.[2] R. J. Perkins, D. J. Pedro, and E. C. Hansen, "Electrochemical Nickel Catalysis for Sp2-Sp3 Cross-Electrophile Coupling Reactions of Unactivated Alkyl Halides," Org. Lett., vol. 19, no. 14, pp. 3755–3758, Jul. 2017.[3] M. Atobe, H. Tateno, and Y. Matsumura, "Applications of Flow Microreactors in Electrosynthetic Processes," Chem. Rev., vol. 118, no. 9, pp. 4541–4572, May 2018.[4] E. C. Hansen, D. J. Pedro, A. C. Wotal, N. J. Gower, J. D. Nelson, S. Caron, and D. J. Weix, "New ligands for nickel catalysis from diverse pharmaceutical heterocycle libraries," Nat. Chem., vol. 8, p. 1126, Aug. 2016.

品牌：BPCL是Biological& Physical Chemiluminescence的缩写，1995年开始对外使用；超微弱发光测量仪，英文Ultra-WeakLuminescence Analyzer。 BPCL超微弱发光测量仪，是生物与化学光子计数器，又俗称为化学发光分析仪，是我国原中科院系统科研人员自主研发的一种可探测超微弱生物发光和化学发光的分析仪器，是我国最早商品化的微弱光测量产品。BPCL倾注了老一辈科研工作者的心血，其研制为发光研究提供了有力的科研工具，推动了我国甚至国际发光研究的发展，目前被众多高校、研究院所使用，产生了具有重大社会和经济效益。 涉及研究方向包括：发光分析检测技术研究（如：流动注射发光分析、毛细管电泳发光分析、生物传感器发光分析、纳米材料发光分析、自由基临床检验）、自由基生物学研究、药物抗氧化剂研究、细胞学超微弱发光研究、肿瘤医学研究、农业种质研究、花卉果实超微弱发光研究及农作物抗逆性研究。 BPCL微弱发光测量仪现有19个型号产品，覆盖近紫外、可见及近红外光谱领域微弱光检测，同时还有光谱扫描、多样品测试、温控等型号产品，以适应不同领域研发需求。由于BPCL独特和先进的光探测技术，利用此仪器可测定10^-15瓦的光强度，测量10^-13瓦的微弱光影可给出1-2万/秒的计数率，这对于生物体、细胞、DNA等生命物质的超微弱发光研究尤为重要。通过独特的接口计数，该仪器可实时获得发光动力学曲线，最快采集速度可达0.1毫秒，可用于快速发光反应的监测。 任何有生命的物质都可以自发的或在外界因素诱导下辐射出一种极其微弱的光子流，这种现象称为生物的超微弱发光（UltraweakPhoton Emission），亦被称为生物系统超弱光子辐射、自发发光等。超微弱发光只有10^-5~ 10 ^-8hυ / s cm ，量子产额(效率)为10^-14~ 10 ^-9，波长范围为180~800nm，从红外到近紫外波段。1.BPCL电化学发光测试原理 电化学发光分析技术（Electrogeneratedchemiluminescence,ECL）。ECL是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应。包括了两个过程。发光底物二价的三联吡啶钌及反应参与物三丙胺在电极表面失去电子而被氧化。氧化的三丙胺失去一个H成为强还原剂，将氧化型的三价钌还原成激发态的二价钌，随即释放光子恢复为基态的发光底物。最好的发光标记物-三联吡啶钌分子量小，结构简单。可以标记于抗原，抗体，核酸等各种分子量，分子结构的物质。从而具有最齐全的检测菜单。三联吡啶钌为水溶性，且高度稳定的小分子物质。保证电化学发光反应的高效和稳定，而且避免了本底噪声干扰。 简单来理解，ECL是在电极上施加一定的电压使电极反应产物之间或电极反应产物与溶液中某组分进行化学反应而产生的一种光辐射，其作为一种新的痕量分析手段越来越引人注目。1.1电化学反应过程 在工作电极上(阳极)加一定的电压能量作用下，二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+释放电子发生氧化反应而成为三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+，同时，电极表面的TPA也释放电子发生氧化反应而成为阳离子自由基 TPA+，并迅速自发脱去一个质子而形成三丙胺自由基TPA，这样，在反应体系中就存在具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基TPA。1.2化学发光过程 具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基 TPA发生氧化还原反应，结果使三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+还原成激发态的二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+，其能量来源于三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+与三丙胺自由基TPA之间的电势差，激发态[Ru(bpy)3]2+以荧光机制衰变并以释放出一个波长为620nm光子的方式释放能量，而成为基态的[Ru(bpy)3]2+。1.3循环过程 上述化学发光过程后，反应体系中仍存在二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+和三丙胺(TPA)，使得电极表面的电化学反应和化学发光过程可以继续进行，这样，整个反应过程可以循环进行。 通过上述的循环过程，测定信号不断的放大，从而使检测灵敏度大大提高，所以ECL测定具有高灵敏的特点。上述的电化学发光过程产生的光信号的强度与二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+的浓度成线性关系。将二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+与免疫反应体系中的一种物质结合，经免疫反应、分离后，检测免疫反应体系中剩余二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+经上述过程后所发出的光，即可得知待检物的浓度。1.4电化学发光剂定义：指通过在电极表面进行电化学反应而发出光的物质。特点：反应在电极表面进行发光标记物/化学发光剂：三联吡啶钌Ru(bpy)32+共反应剂/电子供体为：三丙胺（TPA）电化学发光启动条件：直流电场反应产物：三丙胺自由基(TPA*)+620nm的光子最终检测信号：可见光强度反应特点：迅速、可控、循环发光三联吡啶钌“催化”三丙胺发出可见光2.BPCL化学/电化学发光分析领域的应用案例2.1 医学及药学领域 BPCL在临床上，其可直接或与免疫技术结合，通过化学/电化学发光技术，其可用于甲状腺激素、生殖激素、肾上腺/垂体激素、贫血因子、肿瘤标记物、癌细胞等物质的检测；另外，基于活性氧诱导的化学发光现象，其可实现体内及光治疗过程产生的活性氧的检测。2.1.1 Ru@SiO2表面增强电化学发光检测痕量癌胚抗原 癌胚抗原（CEA）被认为是反映人体中各种癌症和肿瘤存在的疾病生物标志物。体液中CEA的灵敏检测利于癌症的临床诊断和治疗评估。 在此，本文提出了一种基于Ru（bpy）32+的局域表面等离子体共振（LSPR）增强电化学发光（ECL）超灵敏测定人血清中CEA的新方法。在这种表面增强ECL（SEECL）传感方案中，Ru（bpy）32+掺杂的SiO2纳米颗粒(Ru@SiO2)并且AuNPs用作LSPR源以增强ECL信号。两种不同种类的CEA特异性适体在Ru@SiO2和AuNP。在CEA存在的情况下Ru@SiO2-将形成AuNPs纳米结构。我们的研究表明Ru@SiO2可以通过AuNP有效地增强。一层Ru@SiO2-AuNPs与不存在AuNP的纳米结构的ECL相比，纳米结构将产生约3倍的ECL增强。通过多层Ru@SiO2-AuNPs纳米架构。在最佳条件下，人血清CEA的检测限为1.52×10^-6ng/mL。 据我们所知，对于ECL传感器，从未报道过具有如此低LOD的CEA测定。2.1.2 基于连接探针的电化学发光适体生物传感器，检测超痕量凝血酶的信号 基于结构切换电化学发光猝灭机制，本文中开发了一种用于检测超痕量凝血酶的新型连接探针上信号电化学发光适体生物传感器。ECL适体生物传感器包括两个主要部分：ECL底物和ECL强度开关。ECL衬底是通过修饰金电极（GE）表面的Au纳米颗粒和钌（II）三联吡啶（Ru（bpy）32+–AuNPs）的络合物制成的，ECL强度开关包含三个根据“结-探针”策略设计的探针。 第一种探针是捕获探针（Cp），其一端用巯基官能化，并通过S–Au键共价连接到Ru（bpy）32+–AuNPs修饰的GE上。 第二个探针是适体探针（Ap），它含有15个碱基的抗凝血酶DNA适体。 第三种是二茂铁标记探针（Fp），其一端用二茂铁标签进行功能化。 文中证明，在没有凝血酶的情况下，Cp、Ap和Fp将杂交形成三元“Y”结结构，并导致Ru（bpy）32+的ECL猝灭。然而，在凝血酶存在的情况下，Ap倾向于形成G-四链体适体-凝血酶复合物，并导致Ru（bpy）32+的ECL的明显恢复，这为凝血酶的检测提供了传感平台。利用这种可重复使用的传感平台，开发了一种简单、快速、选择性的ECL适体生物传感器信号检测凝血酶，检测限为8.0×10^-15M。 本生物传感器的成功是朝着在临床检测中监测超痕量凝血酶的发展迈出的重要一步。2.1.3 Ru（phen）32+掺杂二氧化硅纳米粒子的电化学发光共振能量转移及其在臭氧“开启”检测中的应用 首次报道了灵敏检测臭氧的电化学发光（ECL）方法和利用臭氧进行电化学发光共振能量转移（ECRET）的方法。 它是基于Ru（phen）32+掺杂的二氧化硅纳米颗粒（RuSiNPs）对靛蓝胭脂红的ECRET。在没有臭氧的情况下，RuSiNP的ECL由于RuSiNP对靛蓝胭脂红的ECRET而猝灭。在臭氧存在的情况下，系统的ECL被“打开”，因为臭氧可以氧化靛蓝胭脂红，并中断从RuSiNP到靛蓝胭脂的ECRET。通过这种方式，它通过所提出的基于RuSiNP的ECRET策略提供了臭氧的简单ECL传感，线性范围为0.05-3.0μM，检测限（LOD）为30nM。检测时间不到5分钟。该方法也成功应用于人体血清样品和大气样品中臭氧的分析。2.1.4 用二极管实现数码相机灵敏视觉检测，使无线电极阵列芯片的电化学发光强度提高数千倍 首次报道了无线电化学发光（ECL）电极微阵列芯片和通过在电磁接收器线圈中嵌入二极管来显著提高ECL。新设计的设备由一个芯片和一个发射机组成。该芯片有一个电磁接收线圈、一个迷你二极管和一个金电极阵列。该微型二极管可以将交流电整流为直流电，从而将ECL强度提高18000倍，从而能够使用普通相机或智能手机作为低成本探测器进行灵敏的视觉检测。使用数码相机检测过氧化氢的极限与使用基于光电倍增管（PMT）的检测器的极限相当。与基于PMT的检测器相结合，该设备可以以更高的灵敏度检测鲁米诺，线性范围从10nM到1mM。由于具有高灵敏度、高通量、低成本、高便携性和简单性等优点，它在护理点检测、药物筛选和高通量分析中很有前途。2.1.5 中晶体和仿生催化剂调控肿瘤标志物的比例电化学发光免疫分析 本文以壳聚糖功能化碘化银（CS-AgI）为仿生催化剂，研制了一种基于八面体锐钛矿介晶（OAM）载体的比率电化学发光免疫传感器，用于α胎儿蛋白（AFP）的超灵敏测定。所提出的系统是通过选择鲁米诺和过硫酸钾（K2S2O8）作为有前途的ECL发射单元来实现的，因为它们具有潜在的分辨特性和最大发射波长分辨特性。采用具有高孔隙率、定向亚基排列和大表面积的OAM吸附鲁米诺形成固态ECL，并作为亲和载体首次固定了大量AFP（Ab）抗体。 此外，发现CSAgI具有仿生催化剂活性，可以催化作为鲁米诺和K2S2O8共同助反应剂的过氧化氢的分解，从而放大了双ECL响应。当生物传感器在CSAgI标记的AFP的混合溶液中孵育时(CS-AgI@AFP)和目标AFP，这是由于对CS-AgI@AFP和目标AFP与AbCS-AgI@AFP固定化Ab捕获的蛋白质随AFP浓度的增加而减少，因此，双ECL反应减少。基于两个激发电位下ECL强度的比值，这种提出的比率ECL策略通过竞争性免疫反应实现了对α胎儿蛋白的超灵敏测定，线性检测范围为1fg/ml至20ng/ml，检测限为1fgg/ml2.1.6 一种新型放大电化学发光生物传感器(基于AuNPs@PDA@CuInZnS量子点纳米复合材料)，用于p53基因的超灵敏检测 在这项工作中，首次设计了一种基于Au的新型表面等离子体共振（SPR）增强电化学发光（ECL）生物传感模型NPs@polydopamine（PDA）@CuInZnS量子点纳米复合材料。 通过静电力用PDA层涂覆AuNP。CuInZnS量子点结合在Au表面NPs@PDA纳米复合材料。CuInZnS量子点在传感应用中起到了ECL发光体的作用。PDA壳层不仅控制了AuNPs和QDs之间的分离长度以诱导SPR增强的ECL响应，而且限制了电势电荷转移和ECL猝灭效应。结果，纳米复合材料的ECL强度是具有K2S2O8的量子点的两倍。在扩增的ECL传感系统中检测到肿瘤抑制基因p53。 该传感方法的线性响应范围为0.1nmol/L至15nmol/L，检测限为0.03nmol/L。基于该纳米复合材料的DNA生物传感器具有良好的灵敏度、选择性、重现性和稳定性，并应用于加标人血清样品，取得了满意的结果。2.1.7铕多壁碳纳米管作为新型发光体，在凝血酶电化学发光适体传感器中的应 提出了一种新的电化学发光（ECL）适体传感器，用于凝血酶（TB）的测定，该传感器利用核酸外切酶催化的靶循环和杂交链式反应（HCR）来放大信号。捕获探针通过Au-S键固定在Au-GS修饰的电极上。随后，捕获探针和互补凝血酶结合适体（TBA）之间的杂交旨在获得双链DNA（dsDNA）。TB与其适体之间的相互作用导致dsDNA的解离，因为TB对TBA的亲和力高于互补链。在核酸外切酶存在的情况下，适体被选择性地消化，TB可以被释放用于靶循环。通过捕获探针的HCR和两条发夹状DNA链（NH2-DNA1和NH2-DNA1）形成延伸的dsDNA。然后，可以通过NH2封端的DNA链和Eu-MWCNT上的羧基之间的酰胺化反应引入大量的铕多壁碳纳米管（Eu-MWCNTs），导致ECL信号增加。 多种扩增策略，包括分析物回收和HCR的扩增，以及Eu-MWCNTs的高ECL效率，导致宽的线性范围（1.0×10-12-5.0×10-9mol/L）和低的检测限（0.23pmol/L）。将该方法应用于血清样品分析，结果令人满意。2.2 环境领域 采用BPCL已建立了众多灵敏快速检测环境污染物、环境激素、环境干扰物、自由基的发光分析方法。此外有有研究人员将其与臭氧化学发光结合应用于水体COD分析。其突出优点是仪器方法简单、易操作、线性范围宽、灵敏度高。 2.2.1 Fenton体系降解持久性氯化酚产生本征化学发光的机理：醌类和半醌自由基中间体的构效关系研究及其关键作用 在环境友好的高级氧化过程中，所有19种氯酚类持久性有机污染物都可以产生本征化学发光（CL）。然而，结构-活性关系（SAR，即化学结构和CL生成）的潜在机制仍不清楚。在这项研究中，本文中发现，对于所有19种测试的氯酚同系物，CL通常随着氯原子数量的增加而增加；对于氯酚异构体（如6种三氯苯酚），相对于氯酚的-OH基团，CL以间-＞邻-/对-CL取代基的顺序降低。 进一步的研究表明，在Fenton试剂降解三氯苯酚的过程中，不仅会产生氯化醌中间体，而且更有趣的是，还会产生氯化半醌自由基；其类型和产率由OH-和/或Cl取代基的定向效应、氢键和空间位阻效应决定。 更重要的是，观察到这些醌类中间体的形成与CL的产生之间存在良好的相关性，这可以充分解释上述SAR发现。 这是关于醌和半醌自由基中间体的结构-活性关系研究和关键作用的第一份报告，这可能对未来通过高级氧化工艺修复其他卤代持久性有机污染物的研究具有广泛的化学和环境意义。2.2.2 介质阻挡放电等离子体辅助制备g-C3N4-Mn3O4复合材料，用于高性能催化发光H2S气体传感 提出了一种新的、简单的基于介质阻挡放电（DBD）等离子体的快速制备g-C3N4-Mn3O4复合材料的策略。所获得的g-C3N4-Mn3O4可作为一种优良的H2S气体传感催化发光（CTL）催化剂，具有优异的选择性、高灵敏度、快速稳定的响应。 基于所提出的传感器能够检测到亚ppm水平的H2S，为在各个领域监测H2S提供了一种极好的替代方案。采用SEM、TEM、XPS、XRD、N2吸附-脱附等测试手段对合成的传感材料进行了表征。该复合材料具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积，这可能归因于氧化非平衡等离子体蚀刻。 此外，该合成以Mn2+浸渍的g-C3N4为唯一前驱体，以空气为工作气体，不含溶剂、额外的氧化剂/还原剂或高温，具有结构简单、操作方便、速度快等优点，并且它可以容易地大规模实施，并扩展到制造用于不同目的的各种金属氧化物改性复合材料。2.2.3表面增强电化学发光，用于汞离子痕量的检测 Ru(bpy) 3^2+的电化学发光（ECL）在分析化学中有着广泛的应用。在此，我们提出了一种通过金纳米棒（AuNR）的局域表面等离子体共振（LSPR）来增强Ru(bpy)3^2+的ECL的新方法。 我们的研究表明，通过控制Ru(bpy)3^2+与AuNRs表面之间的距离，可以大大增强ECL强度。我们将这种表面等离子体激元诱导的ECL增强称为表面增强电化学发光（SEECL）。利用这种SEECL现象来制备用于痕量Hg2+检测的生物传感器。SEECL生物传感器是通过在金电极表面自组装AuNRs和富含T的ssDNA探针来制备的。随着Hg2+的存在，ssDNA探针的构象通过形成T-Hg2+-T结构而变为发夹状结构。Ru(bpy)3^2+可以插入发夹结构DNA探针的凹槽中产生ECL发射，AuNR的LSPR可以增强ECL发射。传感器的ECL强度随着Hg2+浓度的增加而增加，并且在水溶液中达到10fMHg2+的检测极限。研究了AuNR不同LSPR峰位对生物传感器灵敏度的影响。 结果表明，Ru(bpy)3^2+的LSPR吸收光谱和ECL发射光谱之间的良好重叠可以实现最佳的ECL信号增强。2.3 农林业领域 BPCL在农业上有着十分广阔的应用价值。植物的超弱发光来自于体内的核酸代谢、呼吸代谢以及各种氧化还原过程，它变化与植物体内的生理生化变化密切相关．边种广泛存在于体内的自发辐射与机体代谢活动、能量转化之间存在着磐然的联系．因此，利用它作为代谢指标的应用研究就很快引起了广泛的重视。 超弱发光可以作为一种反映生命过程及变化的极其灵敏的指标。另一方面，由于植物的超弱发光与环境密切相关，在不同植物、不同的环境条件下超弱发光均有所不同。 BPCL可以探测植物的超弱发光，研究植物的盐碱、抗旱、抗热、抗寒乃至抗病的指标，从而为抗逆性育种提供一种新的灵敏的物理方法。植物的超弱发光能在一定程度上反映植物生活力的大小，所以可用超弱发光鉴定植物或种子的活力．用超弱发光鉴定种子的活力用样品量少又不破坏种子，对于种子量少的珍贵品种极其有益。此外，BPCL还可以用于农蔬作物新鲜度的评价、污染物残留量分析、辐照食品的检测。2.3.1 基于生物延迟发光，评价玉米萌发期抗旱性。（西安理工大学习岗） 玉米种子萌发抗旱性评价是节水农业研究中的难点和热点问题之一，生物延迟发光分析技术的应用有可能解决这一问题。采用生物延迟发光评价方法研究了玉米种子萌发期的抗旱性能力,延迟发光积分强度的升高有不同的抑制作用,胁迫强度越大。以下为玉米萌发过程中的延迟发光积分强度的变化：2.3.2 盐胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光（山东理工大学王相友） 对不同 NaCl 浓度胁迫下绿豆种子早期萌发时的超微弱发光变化进行了初步研究。结果表明，随 NaCI 浓度的增加，绿豆胚根的生长速度(根长)减慢，生长受到明显抑制，其超微弱发光的强度显著下降。萌发期间，SOD 活性随着盐浓度的增加而降低，其活性与生物光子强度有极为密切的关系。 这些结果表明生物超微弱发光探测技术有可能成为植物盐胁迫研究的有效工具，对于进一步理解盐胁迫机理有一定的意义。2.3.3 苹果成熟过程中超弱发光强度与果实跃变的关系（山东理工大学王相友） 用1-甲基环丙烯(1-methyicyclopropene,1-MCP)和乙烯利两种化学药剂，测定了红富士苹果果实超弱发光强度的变化及与乙烯释放、呼吸的关系。 结果显示,各处理果实超弱发光强度的变化与呼吸、乙烯释放速率的变化趋势相似,均有明显的高峰出现,且出峰时间一致。乙烯利处理加速了果实软化,使果实超弱发光强度峰直出现时间提前,并加速了果实跃变后超弱发光强度的衰减:1-MCP 处理延缓了果实的衰老,使果实超弱发光强度峰值推迟,并减弱了峰值过后超弱发光强度的衰减。超弱发光强度能反映富士苹果成熟过程中代谢的变化。2.4 材料领域2.4.1 有机改性水滑石量子点纳米复合材料作为新型化学发光共振能量转移探针 在本工作中，通过在有机改性的LDH外表面上以十二烷基苯磺酸钠双层束的形式高度有序和交替地组装痕量CdTe量子点，制备了定向发光量子点（QD）-层状双氢氧化物（LDH）纳米复合材料。 有趣的是，新型QD-LDH纳米复合材料可以显著增强鲁米诺-H2O2体系的化学发光（CL），这归因于H2O2对QD氧化的抑制、辐射衰减率的增加以及对QDs的非辐射弛豫的抑制。 此外，以鲁米诺为能量供体，以固体发光QD-LDH纳米复合材料为能量受体进行信号放大，制备了一种新型的基于流通柱的CL共振能量转移。通过使用鲁米诺-H2O2CL系统测定H2O2来评估该流通柱的适用性。CL强度在0.5至60μM的浓度范围内对H2O2表现出稳定的响应，检测限低至0.3μM。 最后，该方法已成功应用于雪样品中H2O2的检测，结果与标准分光光度法一致。我们的研究结果表明，新型发光量子点-LDH纳米复合材料将用于高通量筛选具有不同尺寸量子点的复杂系统。2.4.2 油膜碳糊电极热电子诱导阴极电化学发光及其在邻苯二酚纳摩尔测定中的应用 首次在油膜覆盖碳糊电极（CPE）上研究了Ru(bpy)32+/S2O82-体系在阴极脉冲极化下的热电子诱导阴极电化学发光。与其他电极相比，CPE具有更低的背景、更好的稳定性和再现性。该方法也适用于邻苯二酚的测定。 在最佳条件下，在2.0*10^-10mol/L~4.0*10^-9 mol/L和4.0*10^-9mol/L~4.0*10^-7 mol/L范围内，观察到猝灭ECL强度（DI）与邻苯二酚浓度对数（logCcatechol）之间的线性相关性，检测限（LOD）为2.0*10^-10mol/L，低于其他报道的方法。 将该方法应用于水库水中邻苯二酚的测定。平均回收率为83.3%–99.0%，相对标准偏差为0.8%–2.2%。2.4.3 等离子体辅助增强Cu/Ni金属纳米粒子的超弱化学发光 采用具有类似Kirkendall效应的简单水溶液法合成了具有稳定荧光和良好水分散性的Cu/Ni纳米颗粒。60±5nm铜镍摩尔比为1:2的Cu/NiNP显著增强了碳酸氢钠（NaHCO3）与过氧化氢（H2O2）在中性介质中氧化反应产生的超微弱化学发光（CL）。时间依赖性CL的增强取决于NP的组成和试剂添加的顺序。 在研究CL发射光谱、电子自旋共振光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的基础上，提出了等离子体辅助金属催化这种金属NP（MNP）增强CL的机理。MNP的表面等离子体可以从化学反应中获得能量，形成活化的MNP（MNP*），与OH自由基偶联产生新的加合物OH-MNP*。OH-MNP*可以加速HCO3-生成发射体中间体（CO2）2*的反应速率，从而提高整个反应的CL。2.5 食品领域 BPCL可以用于食品中的微生物/病原体及其毒素、痕量金属离子、抗生素、氧自由基、含氮、硫、磷物质、抗坏血酸、有机酸以及辐照食品的分析检测。2.5.1 基于光谱阵列的单一催化发光传感器及其在葡萄酒鉴定中的应用 识别复杂混合物，特别是那些成分非常相似的混合物，仍然是化学分析中一个具有挑战性的部分。本文利用MgO纳米材料在封闭反应池（CRC）中构建的单一催化发光（CTL）传感器来识别醋。它可以提供这种类型的高度多组分系统的原型。通过扫描反应期间分布在15个波长的CTL光谱，获得了醋的光谱阵列图案。这些就像他们的指纹。然后通过线性判别分析（LDA）对阵列的CTL信号进行归一化和识别。对九种类型和八个品牌的醋以及另外一系列的人造样品进行了测试；人们发现这项新技术能很好地区分它们。 这种单一传感器在实际应用中表现出了对复杂混合物分析的良好前景，并可能提供一种识别非常相似的复杂分析物的新方法。2.5.2 层状双氢氧化物纳米片胶体诱导化学发光失活对食品中生物胺浓度的影响 通过氢键识别打开/关闭荧光和视觉传感器在文献中已经明确确立。显然没有充分的理由忽视氢键诱导的化学发光失活(CL)。 在本工作中，作为新型CL催化剂和CL共振能量转移受体(CRET)，层状双氢氧化物(LDH)纳米片胶体可以显著提高双(2,4,6-三氯苯基)草酸盐(TCPO)-H2O2体系的CL强度。另一方面，生物胺可以选择性地抑制LDH纳米片TCPO–H2O2系统的CL强度，这是由于光致发光LDH纳米片通过O–H…N键取代O–HO键而失活的结果。 此外，组胺被用作食品腐败的常见指标，发现CL强度与组胺浓度在0.1–100uM范围内呈线性关系，组胺(S/N=3)的检测限为3.2nM。所提出的方法已成功应用于追踪变质鱼类和猪肉样品的组胺释放，显示出这些样品中生物胺水平的时间依赖性增加。2.5.3 碳酸盐夹层水滑石增强过氧亚硝酸化学发光,检测抗坏血酸的高选择性 在本研究中，发现Mg-Al碳酸酯层状双氢氧化物（表示为Mg-Al-CO3LDHs）催化过氧硝酸（ONOOH）的化学发光（CL）发射。CL信号的增强是由于过亚硝酸根（ONOO）通过静电吸引在LDHs表面的浓度，这意味着ONOO可以容易有效地与嵌入的碳酸盐相互作用。此外，抗坏血酸可以与ONOO或其分解产物（例如_OH和_NO2）反应，导致Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH反应的CL强度降低。 基于这些发现，以Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH为新的CL体系，建立了一种灵敏、选择性和快速的CL法测定抗坏血酸。CL强度在5.0至5000nM的范围内与抗坏血酸的浓度成比例。检测限（S/N=3）为0.5nM，9次重复测量0.1mM抗坏血酸的相对标准偏差（RSD）为2.6%。 该方法已成功应用于商业液体果汁中抗坏血酸的测定，回收率为97–107%。这项工作不仅对更好地理解LDHs催化的CL的独特性质具有重要意义，而且在许多领域具有广泛的应用潜力，如发光器件、生物分析和标记探针。2.6 气相催化发光2.6.1 基于纳米ZnS的四氯化碳催化发光气体传感 基于四氯化碳在空气中氧化纳米ZnS表面的催化发光（CTL），提出了一种新的灵敏的气体传感器来测定四氯化碳。详细研究了其发光特性及最佳工艺条件。 在优化的条件下，CTL强度与四氯化碳浓度的线性范围为0.4–114ug/mL，相关系数（R）为0.9986，检测限（S/N=3）为0.2ug/mL。5.9ug/mL四氯化碳的相对标准偏差（R.S.D.）为2.9%（n=5）。 对甲醇、乙醇、苯、丙酮、甲醛、乙醛、二氯甲烷、二甲苯、氨和三氯甲烷等常见异物无反应或反应较弱。在4天的40小时内，传感器的催化活性没有显著变化，通过每小时收集一次CTL强度，R.S.D.小于5%。该方法简便灵敏，具有检测环境和工业中四氯化碳的潜力。2.6.2 珊瑚状Zn掺杂SnO2的一步合成及其对2-丁酮的催化发光传感 将一维纳米级构建块自组装成功能性的二维或三维复杂上部结构具有重要意义。在这项工作中，我们开发了一种简单的水热方法来合成由纳米棒组装的珊瑚状Zn掺杂SnO2分级结构。利用XRD、SEM、TEM、XPS、FTIR和N2吸附-脱附对所得样品的组成和微观结构进行了表征。通过研究在不同反应时间合成的样品，探讨了生长机理。作为催化发光（CTL）气体传感器的传感材料，这种珊瑚状Zn掺杂的SnO2表现出优异的CTL行为（即，与其他15种常见的挥发性有机化合物（VOC）相比，具有高灵敏度、对2-丁酮的优异选择性以及快速响应和回收）。在相同的条件下测试了SnO2样品的三种不同Zn/Sn摩尔比，以证明Zn掺杂浓度对传感性能的影响。在最佳实验条件下，进一步研究了基于1∶10Zn掺杂SnO2传感材料的CTL传感器对2-丁酮的分析特性。气体传感器的线性范围为2.31–92.57ug/mL（R=0.9983），检测限为0.6ug/mL(S/N=3)。2.6.3 缺陷相关催化发光法检测氧化物中的氧空位 氧空位可以控制氧化物的许多不同性质。然而，氧空位的快速简单检测是一个巨大的挑战，因为它们的种类难以捉摸，含量高度稀释。在这项工作中，本文中发现TiO2纳米颗粒表面乙醚氧化反应中的催化发光（CTL）强度与氧空位的含量成正比。氧空位依赖性乙醚CTL是由于氧空位中大量的化学吸附O2可以促进其与化学吸附的乙醚分子的接触反应，从而显著提高CTL强度。因此，乙醚CTL可以用作TiO2纳米颗粒中氧空位的简单探针。通过检测金属离子掺杂的TiO2纳米粒子（Cu、Fe、Co和Cr）和氢处理的TiO2纳米粒子在不同温度下在具有可变氧空位的TiO2表面上的乙醚CTL强度，验证了其可行性。本CTL探针测得的氧空位含量与常规X射线光电子能谱（XPS）技术测得的结果基本一致。与已经开发的方法相比，所开发的CTL探针的优越性能包括快速响应、易于操作、低成本、长期稳定性和简单配置。本文认为氧空位敏感的CTL探针在区分氧化物中的氧空位方面具有很大的潜力。

日本北海道大学创成研究机构化学反应创成研究据点（WPI-ICReDD）、北海道大学工学研究院等机构的科研人员共同组成的研究团队研发出几乎不使用有机溶剂便可简便制备格林尼亚试剂（Grignard reagent，简称“格氏试剂”）的方法。研究成果于近期发表于《Nature Communications》期刊，题为：“Mechanochemical Synthesis of Magnesium-based Carbon Nucleophiles in Air and Their Use in Organic Synthesis”。　　格氏试剂作为有机合成中重要的试剂被广泛使用，制备通常需要在无水无氧的反应容器中进行，需使用高纯度的有机溶剂，并且要严格控制温度，不仅制备过程繁琐，有机溶剂还会产生废弃物和毒性。　　为探索更为简便、高效的制备方法，科研人员通过球磨机左右震动和机械搅拌，只需添加少量的有机溶剂便可在短时间内简便、高效地制备格氏试剂。此种制备方法能将有机溶剂的使用量降低至原使用量的十分之一左右，无需使用高价高纯度的有机溶剂，并且，制备方法不易受到反应容器中水分和氧气的影响，可用于多种有机合成反应。　　此项研究成果有效控制了格氏试剂制备过程中有害有机溶剂的使用量，不仅可以减少化学制品对环境的不良影响，还有助于降低化学制品的生产成本。 　　原文链接：　　https://www.jst.go.jp/pr/announce/20211118-2/index.html　　注：本文摘编自国外相关研究报道，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

p 　　锂离子电池电极过程一般经历复杂的多步骤电化学反应，并伴随化学反应，电极是非均相多孔粉末电极。为了获得可重现的、能反映材料与电池热力学及动力学特征的信息，需要对锂离子电池电极过程本身有清楚的认识。 /p p 　　电池中电极过程一般包括溶液相中离子的传输，电极中离子的传输，电极中电子的传导，电荷转移，双电层或空间电荷层充放电，溶剂、电解质中阴阳离子，气相反应物或产物的吸附脱附，新相成核长大，与电化学反应耦合的化学反应，体积变化，吸放热等过程。这些过程有些同时进行，有些先后发生。 /p p 　　电极过程的驱动力包括电化学势、化学势、浓度梯度、电场梯度、温度梯度。影响电极过程热力学的因素包括理想电极材料的电化学势，受电极材料形貌、结晶度、结晶取向、表面官能团影响的缺陷能，温度等因素。影响电极过程动力学的因素包括电化学与化学反应活化能，极化电流与电势，电极与电解质相电位匹配性，电极材料离子、电子输运特性，参与电化学反应的活性位密度、真实面积，离子扩散距离，电极与电解质浸润程度与接触面积，界面结构与界面副反应，温度等。 /p p 　　为了理解复杂的电极过程，一般电化学测量要结合稳态和暂态方法，通常包括3个基本步骤，如图1所示。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/a9afc2e6-64ea-4948-82ad-3215bccf8bd5.jpg" title=" 001.jpg.png" alt=" 001.jpg.png" / /p p 　　 strong 1 电化学测量概述 /strong /p p 　　1.1测量的基本内容 /p p 　　电化学测量主要研究电池或电极的电流、电势在稳态和暂态的激励信号下随外界条件变化的规律，测量反映动力学特性的参数。 /p p 　　1.2测量电池的分类及特点电化学测量一般采用两电极电池或三电极电池，较少使用四电极电池。 /p p 　　1.2.1两电极电池如图2所示，蓝色虚线框所示是一个典型的两电极电池的测量示意图，其中W表示研究电极，亦称之为工作电极(workingelectrode)，C是辅助电极(auxiliaryelectrode)，亦称之为对电极(counterelectrode)。锂电池的研究中多数为两电极电池，两电极电池测量的电压(voltage)是正极电势(potential)与负极电势之差，无法单独获得其中正极或负极的电势及其电极过程动力学信息。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/42e77e09-6d49-4696-a71d-981ad1f27239.jpg" title=" 002.jpg.png" alt=" 002.jpg.png" / /p p 　　1.2.2三电极电池与电极电势以及极化电流的测量图2是一个三电极电池示意图，W和C分别是工作电极和对电极(同上)，R是参比电极(referenceelectrode)。W和C之间通过极化电流，实现电极的极化。W和R之间通过极小的电流，用于测量工作电极的电势。通过三电极电池，可以专门研究工作电极的电极过程动力学。 /p p 　　由于在锂离子电池中，正极和负极的电化学响应存在较大差异，近年来通过测量两电极电池电压电流曲线，对曲线进行dQ/dV处理，结合熵的原位测量，也能大致判断电池的电流或电压响应主要是与负极还是与正极反应有关。 /p p 　　1.3参比电极的特性及门类参比电极的性能直接影响电极电势的准确测量，通常参比电极应具备以下基本特征：①参比电极应为可逆电极 ②不易被极化，以保证电极电势比较标准和恒定 ③具有较好的恢复特性，不发生严重的滞后现象 ④具有较好的稳定性和重现性 ⑤快速暂态测量时，要求参比电极具有较低的电阻，以减少干扰，提高测量系统的稳定性 ⑥不同的溶液体系，采用相同的参比电极的，其测量结果可能存在差异，误差主要来源于溶液体系间的相互污染和液接界电势的差异。 /p p 　　常用的水溶液体系参比电极有可逆氢电极、甘汞电极、汞-氧化汞电极、汞-硫酸亚汞电极等 常用的非水溶液体系参比电极有银-氯化银电极、Pt电极以及金属锂、钠等电极。此外，也可以用银丝、铂丝做准参比电极，或者采用电化学反应电位稳定的溶解于电解液的二茂铁氧化还原电对。关于准参比电极细节可参考A.J.Bard编著的《ElectrochemicalMethods》。 /p p 　　1.4研究电极的门类及特性电化学测量中常用的研究电极主要有固体电极、超微电极和单晶电极。一般电化学研究所指的的固体电极主要有Pt电极和碳电极。其中碳电极包括热解石墨、高定向热解石墨(HOPG)、多晶石墨、玻璃化碳、碳纤维等。固体电极在使用时需要对其表面进行特殊处理，以期达到较好的重复性。常规的处理步骤为：①浸泡有机溶剂，除去表面吸附有机物 ②机械抛光，初步获取较高的表面光洁度 ③电化学抛光，除去电极表面氧化层及残留吸附物质 ④溶液净化，保证溶液的纯度，消除溶液中的杂质对测量结果的影响。 /p p 　　此外，超微电极和单晶电极以其独特的性质，近些年来也得到了较广泛的应用。前者可以快速获得动力学参数，且对待测材料的量要求很低，可以避免黏结剂、导电添加剂的干扰。后者可以精确获得溶剂吸脱附、表面结构、结晶取向等对电极过程动力学的影响。 /p p 　　在锂离子电池的研究中，固体电极包括含有活性物质的多孔粉末电极、多晶薄膜电极、外延膜薄膜电极、单颗粒微电极以及单晶电极等，多数测量时采用多孔粉末电极。 /p p 　　1.5电极过程电极过程一般情况下包括下列基本过程或步骤：①电化学反应过程:在电极/溶液界面上得到或失去电子生成反应产物的过程，即电荷转移过程 ②传质过程:反应物向电极表面或内部传递或反应产物自电极内部或表面向溶液中或向电极内部的传递过程(扩散和迁移) ③电极界面处靠近电解液一侧的双电层以及靠近电极内一侧的空间电荷层的充放电过程 ④溶液中离子的电迁移或电子导体、电极内电子的导电过程。 /p p 　　此外，伴随电化学反应，还有溶剂、阴阳离子、电化学反应产物的吸附/脱附过程，新相生长过程以及其它化学反应等。 /p p 　　锂离子电池作为一种复杂的电化学体系，其电极过程同样具备上述几个基本步骤。其工作原理如图3所示。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/93c5e038-8fe5-45b8-95cf-7a848c79c7c2.jpg" title=" 003.jpg.png" alt=" 003.jpg.png" / /p p 　　针对不同的电极材料及电极体系，上述基本过程可简化为锂离子电池中离子和电子的传输及存储过程。所涉及的电化学过程有电子、离子在材料的体相、两相界面和(solidelectrolyteinterphase，SEI)的形成等过程。典型的电极过程及动力学参数有：①离子在电解质中的迁移电阻(Rsol) ②离子在电极表面的吸附电阻和电容(Rad，Cad) ③电化学双电层电容(Cdl) ④空间电荷层电容(Csc) ⑤离子在电极电解质界面的传输电阻(Rincorporation) ⑥离子在表面膜中的输运电阻和电容(Rfilm，Cfilm) ⑦电荷转移(Rct) ⑧电解质中离子的扩散电阻(Zdiffusion) ⑨电极中离子的扩散(Zdiffusion)——体相扩散(Rb)和晶粒晶界中的扩散(Rgb) ⑩宿主晶格中外来原子/离子的存储电容(Cchem) 相转变反应电容(Cchem) 电子的输运(Re)。 /p p 　　上述基本动力学参数涉及不同的电极基本过程，因而具有不同的时间常数。典型的电池中的电极过程及时间常数如图4所示。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/15e1c68c-99dc-4dd3-baf5-27e2c29a2754.jpg" title=" 004.jpg.png" alt=" 004.jpg.png" / /p p 　　1.6电化学极化的类型及其特征1.6.1极化的类型及其特征在施加了外来电场后，电池或电极逐渐偏离平衡电势的状态，称之为极化。在不具有流动相的电池中，存在着3种类型的极化：①电化学极化——与电荷转移过程有关的极化，极化的驱动力是电场梯度 ②浓差极化——与参与电化学反应的反应物和产物的扩散过程有关的极化，极化的驱动力为浓度梯度 ③欧姆极化——与载流子在电池中各相输运有关的极化，驱动力是电场梯度。 /p p 　　若还存在其它基本电极过程，如匀相或多相化学反应过程，则可能存在化学反应极化。 /p p 　　极化电势与平衡电势的差值的大小被称之为过电势。 /p p 　　1.6.2极化的影响因素各类极化的影响因素如下。(1)电化学极化的大小是由电化学反应速率决定的，电化学极化电阻(Rct)的大小与交换电流密度(io)直接相关。受多种因素影响，包括电极电位、电极电位与电解质电化学势差、反应物与产物的活度、参与电化学反应的电极的真实表面积、结晶取向、有序度、表面电导、反应温度、催化剂催化特性、电化学反应的可逆性等。 /p p 　　电化学极化的电流与电势在一定的电流电压范围内一般符合Tafel关系，log(i)与过电势成正比。 /p p 　　(2)浓差极化与传质粒子的扩散系数有关。电池中的扩散过程可以发生在电极材料内部，多孔电极的孔隙中，以及电解质相中，参与扩散的可以是多种带电或中性粒子。涉及扩散的粒子流的流量一般符合菲克扩散定律，与扩散系数及浓度梯度有关。由于电池是非均相体系，扩散系数与浓度梯度是空间位置的函数，在电化学反应的过程中，会随时间变化。传质的快慢与传质距离的平方成正比。 /p p 　　浓差极化过电势hcon与电流i，极限电流il的关系符合对数关系，hcon=RT/nF´ ln[(il-i)/il]。在过电势较小时，hcon=-RTi/nFil。 /p p 　　(3)欧姆极化的大小是由电池内部涉及到电迁移的各类电阻之和，即欧姆电阻决定的。欧姆极化过电势与极化电流密度成正比。 /p p 　　 strong 2 小结与展望 /strong /p p 　　电化学表征技术在锂离子电池中有着非常广泛的应用，而电化学表征方法也非常之丰富，除了文中介绍的几种方法外，还有诸如 PSCA、CPR、CITT、RPG 等。随着实际应用的需要，新的电化学表征方法，特别是与其它表征技术结合形成的各类原位测量技术，正在迅速发展。 /p p 　　电极过程动力学研究的目的是获得能反映电极材料本征动力学特性的参数值，例如电荷转移电阻、扩散系数、交换电流密度，膜电阻等，并掌握该参数值随不同充放电深度(嵌脱锂量)以及温度的变化，从而能够理解、模拟、预测各类工况下及充电过程中电池极化电阻、电容的变化规律。而实验室在基础研究时往往采用粉末电极，导致在不同材料之间可靠的比较动力学参数基本不可能非常精确，除非材料的尺寸、粒度分布、表面官能团、导电添加剂、粘接剂、分散度、电极厚度、压实密度、体积容量得到了精确的控制和能实现高度的一致性。 /p p 　　相对于手工制作的电极，自动化设备制作的电极往往具有较好的一致性，更适合用来研究电极过程动力学。在基础研究时最好采用薄膜电极、微电极或单晶电极。 /p p 　　对于批量生产的电池，通过比较充放电曲线，分析直流极化电阻、固定频率的交流阻抗，开路电压等，可以获得表观的动力学参数，采用这些参数通过电化学模拟软件，可以将为准确的预测电池各类工况下的荷电态、极化电阻、输出功率，成为电源管理系统软件的核心内容 。 /p p 　　事实上，锂离子电池涉及的电化学为嵌入电极电化学，有别于传统的电极不发生结构演化，电化学反应主要发生在电极表面的溶液电化学。电化学双电层(EDL)与空间电荷层(SCL)共存，在充放电过程中，离子将穿过 EDL 与 SCL，电荷转移往往发生在电极内部而非表面，电极为混合离子导体，电化学反应伴随着相变和内部传质，这与一般教科书上描述的的电化学反应体系、研究方法、数学模型存在显著差异，需要发展新的理论与实验方法。 /p p 　　 span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 文章摘自Energy Storage Science and Technology（储能科学与技术），2015,4（1），（凌仕刚，吴娇杨，张舒，高健，王少飞，李泓，中国科学院物理研究所） /i /span /p

p 　　近日，中科院大连物化所能源研究技术平台核磁技术研究组(DNL2004)自主研制一套电化学-液体核磁共振联用装置，已成功实现二氧化碳电还原、乙醇和葡萄糖电氧化的核磁共振原位表征，现向所内外开放检测服务。 /p p 　　核磁共振是一种无损的检测方法，不会对测量体系产生干扰，同时核磁共振具有极高的能量分辨率，可以分辨被检测原子周围微小的化学环境变化，因此十分适合用于原位检测。但其局限在于其质量灵敏度低，测量信号时要求样品的量较多。电化学-核磁共振(EC-NMR)是一类结合电化学和核磁共振方法、可实现亚赫兹谱分辨率或微米范畴空间分辨率(磁共振成像)的原位光谱电化学检测技术。其中，电化学-液体核磁共振通过恒电位仪监测调控电化学反应中电势电流的变化，同时通过液体核磁共振提供电化学反应中间体和产物、反应动力学等信息，实现电化学和核磁共振数据的平行采样。电化学-液体核磁共振原位检测可广泛用于评价电催化剂、辅助了解电催化反应机理和实时监测反应动力学等，在燃料电池、二氧化碳电催化转化和平台化合物制高值化学品等方面有广阔的应用前景。 /p p 　　电化学与核磁联用最大的挑战在于电化学中必不可少的电流会严重降低核磁共振检测回路的品质因素，使得核磁共振的质量检测灵敏度进一步降低。同时，电化学体系中导电的电极材料也会降低核磁共振的灵敏度，体系的均匀性也会受到影响。 /p p 　　在研制过程中，物化所该团队通过屏蔽线缆和低通滤波器等措施，解决了核磁共振和恒电位仪之间的相互干扰；通过三电极和核磁管的特殊设计，提高了检测灵敏度和谱峰分辨率。该装置具备二氧化碳/氮气等气氛下电催化核磁共振原位检测和电催化剂低温反应监测与评价能力。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/7b286222-a7e5-4076-b33c-da6c4d034fa6.jpg" title=" W020200723347476254754.jpg" alt=" W020200723347476254754.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 利用自研电化学-液体核磁共振联用装置获得的原位表征谱图 /strong /p

刚刚过去的6月1日，除了是众所周知的国际儿童节，也是中国电化学仪器行业一个值得记忆的日子，水质pH测试新标准《水质 pH值的测定 电极法》（HJ 1147-2020）（以下简称“标准”）于6月1日正式实施。水质量和水环境是国家进步和人民幸福生活的象征，而水质pH值的标准和测试，是水分析最基础和重要的指标。1986年，国家制定了《水质 pH值的测定 玻璃电极法》（GB 6920-86）国家标准。35年后，老国标退出了历史舞台，新标准取而代之，《水质 pH值的测定 电极法》（HJ 1147-2020）正式实施。毫无疑问，新标准的制定是水质测试和电化学仪器行业的一件大事，新标准修订本身就是一项国家工程，据了解，新标准修订立项始于2017年4月，由天津市生态环境监测中心牵头，全国6家省市级环境监测中心的几十位专家学者历经资料查询、开题论证、技术确定、实验研究、方法验证等等环节，整整花了4年时间成就了本标准，一本“标准编制说明”60页厚，完整记录了整个过程。原标准所涵盖的水质类型少，适用范围窄，无法满足当前水质测试和环境监测的要求。新标准实施体现了pH值的重要性，我国年均工业废水排放几百亿吨，pH值不达标的酸碱废水是水污染的主要来源，酸碱废水进入水体会严重影响水质的理化指标、进入土壤会严重影响农作物生产，酸雨会使土壤贫瘠、诱发植物病虫害、损坏建筑等等。所以，新标准对pH理论更新和操作规范的修订，对水分析测试的研究和水污染标准的认定具有极端重要性。新老标准对比此次新标准更改内容涉及三个方面，针对性和可操作性极强，具有极大的实际操作指导意义，归纳如下：1. pH检测理论及操作规范新标准中有5条相关内容，对pH定义、标准缓冲溶液制备和标准值、采样规定：采样瓶材质、采样过程和测试时间等进行了明确的规定和描述，反映了理论研究的进步，明确了操作规范。2. pH检测仪器功能新标准中有6条相关内容，规定了仪器的校准方法、读数稳定标准、准确度、精密度、自动校准、温度补偿等等。实际上，这些功能，我国大部分pH仪器多年前就已经具备，这些规定可视为对pH仪器现行情况的明确和总结，对行业的影响并不大。3. pH电极的选择新标准中第4部分“干扰和消除”中，4.2到4.4条明确提出了几种特殊溶液的pH测定需要使用对应的专用pH电极。这短短三条内容点出了pH测定的关键问题，对国内电化学仪表生产厂商提出了要求，指明了行业的发展方向。新标准直击行业软肋，提纲挈领，指明电化学行业发展方向。pH计由pH电极和pH仪表组成，pH电极是氢离子传感器，将水中的氢离子活度转换成mV值，pH仪表再将mV值进行放大和处理，转变成pH值。可见，pH测量的核心技术和精确之源在于pH电极。如果pH电极的质量不过硬，或是电极不适用被测溶液，即使仪器的功能再“高大上”，对测量结果也是没有帮助的。就好比摄影成像质量的关键在于高质量的镜头，相机的作用仅在于后续处理镜头所捕捉到的信息。下面这个表格的内容，既反映了新标准对老国标的改进，也反映了新标准对pH测量工具的核心修改内容。原国标 GB 6920-1986新标准 HJ 1147-2020测试溶液测量电极测试溶液测量电极用于饮用水、地面水及工业废水的pH值测定使用玻璃电极和参比电极pH值小于1的强酸性溶液使用耐强酸pH电极pH值大于10的强碱性溶液使用耐强碱pH电极低电解质溶液使用低离子强度pH电极高浓度氟的酸性溶液使用耐氢氟酸pH电极高盐度溶液（盐度大于0.5%）使用耐高盐pH电极我国电化学仪器发展相对于其他科学仪器较为领先，且随着国内芯片技术和工业设计能力的提升，国产pH计水平已大大提升，并呈现出以下特点：● 笔式pH计，超过国际水平；● 台式和便携式pH电计（仪表部分），接近国际水平；● pH电极，仍落后国际水平国外pH计的销售模式是：不同型号的pH计配用不同pH电极，反映了pH计的用途区别；而国产pH计的销售模式是，不同型号的pH计配用几乎相同的pH电极，pH计没有用途区别。据统计，将某知名国内企业和某知名外资企业的台式和便携式pH计，按低端、中端和高端分类，将仪表和电极的价格分开比较，结果发现进口pH计的价格是国产的1.1~2.9倍，而进口pH电极的价格是国产的8.9~23.1倍，如果拿更贵的专用电极与普通的国产电极相比，价格相差大于30倍。很显然，考虑到品牌因素和制造工艺，1-3倍的仪表价格是合理的，也反映了国产pH计仪表的品质已达到或接近进口产品，而pH电极价格相差30倍，则是极不合理，反映了国产pH电极在某些方面仍落后进口产品的现状。以上的例子表明了国产电化学仪器的软肋和今后发展的方向● 中国市场缺少高档电化学产品，主要原因是某些电极落后；● 进口pH电极极高的销售价格，阻碍了中国电化学仪器应用水平的改善；● 用户对pH计的使用和认知不全面甚至还有误区。三信：“立志成为电化学行业的‘破冰者 ’”新标准的制定专业严谨，相关数据组织了6家有资质的实验室进行验证，包括中国环境监测总站等，均为中国最顶级的水分析测试中心，“编写说明”公布了验证数据、验证人员和所使用的仪器，下面这个“使用仪器情况登记表”来自“新标准编制说明”第51页，从表中可以看到，6家实验室使用的设备中，大部分为进口品牌，国产的仪器则仅有上海三信的MP522pH计一台。方法验证报告使用仪器情况登记表验证单位仪器名称规格型号仪器编号性能状况备注中国环境监测总站离子计S220B207696982良好METTLER便携pH计U-54X302KXBH良好HORIBA国家环境分析测试中心离子计FE28PHB804336759良好METTLER便携pH计ST300B512744638良好OHAUS北京市环境保护监测中心离子计Seven ExcellenceB829151127良好METTLER便携pH计Multi 343011471334良好WTW大连市生态环境事务服务中心酸度计MP522222020014401002良好三信便携pH计Multi 342016240041良好WTW湖南省环境监测总站台式pH计ORION 3STARB12846良好ORION便携pH计sensION pH1S/N 51284良好HACH四川省环境监测总站台式pH计ORION 4STARB12846良好ORION便携pH计pH330i08041448良好WTW上表中的MP522台式pH计，标配了LanSen ® 211高端pH电极，完全符合新标准的实验要求，与进口品牌同类产品相比毫不逊色。一直以来，我国高端pH电极的市场都被美国、日本、瑞士等发达国家的品牌所垄断。三信立志成为电化学行业的“破冰者”，填补国产高端pH电极的空白，帮助用户摆脱对进口电极的依赖。2015年，三信引进了瑞士先进技术，采用全球领先的电极技术和工艺流程，打造出国际一流水准的LabSen® 系列pH电极。此次新标准的推出，从国家标准层面提出了电化学仪器和电极新的发展方向，三信在6年前的超前布局，为三信赢得了市场先机。但是如前所述，用户对新技术和高端pH电极的认知不全面甚至还有误区，市场引导和用户培养依然是三信和整个电化学仪器行业面临的难题。为此，三信今年做了几件普及型的市场推广工作。● 编制了一本LabSen电极应用手册，以电极应用为导向，详细介绍了目前国际最先进的pH电极技术，以及符合用途要求的电极选型方案。● 用3D建模技术，拍摄了“LabSen® pH电极”视频，将晦涩难懂的电极技术、电极结构和应用场景，以清晰精致的画面完美呈现。● 在央视1套播出LabSen® pH电极广告片，央视7套、9套、10套和17套播出台式pH计广告片，利用央视权威媒体，配合国家品牌战略，宣传民族品牌和先进技术。LabSen电极应用手册今年是三信创立30周年，30年的创业艰辛自不待言，但是三信很幸运，非常感恩时代和改革开放给予的机会。三信选择了一个合适的行业，有了30年的产品和技术积累，从2016年起，三信在美国、德国和日本注册了APERA® 商标并成立分公司，5年来累计销售APERA® 品牌的笔式、便携式和台式电化学仪器近20万套，APERA® 公司已成为亚马逊全球官方合作供应商，在亚马逊电化学仪器品类排行榜上一直占据头部位置，三信与国际知名品牌长期保持合作关系，产品销售全球50多个国家，在国际电化学仪器领域，三信有了属于自己的品牌和一席之地。前面曾说，中国的笔式pH计水平已经超越了国际水平，是的，三信确实有这个能力和底气说这句话，从上世纪70年代意大利哈纳公司制造出第一个笔式pH计，笔式测量仪从第一代模拟型，第二代智能型，第三代功能型，第四代蓝牙型，即将进入第五代，第五代笔式测量仪在外观设计、产品性能和智能操作三个方面颠覆了行业内几十年未变的传统，将pH、ORP、电导率、余氯和光学溶解氧等多种重要水质参数的精密测量技术柔和在一个可以随身携带的智能仪器中，使专业的水质分析不再局限于实验室，全面超越了目前市场上的同类产品。最重要的是，上海三信设计和制造了第五代笔式测量仪，今年年底，三信将在全球推出APERA® 品牌的第五代电化学笔式测量仪，毫无疑问，在未来的时间里，三信的规划，就是让APERA® 品牌成为国际电化学仪器领域里一个知名品牌，一个来自中国的知名品牌。（作者：上海三信仪表厂 总经理 吴旭明）

前言：笔者还在读研究生的时候就听闻过厦大胡荣宗老师和他的离子色谱抑制器。该电化学离子色谱抑制器曾荣获国教委科技进部二等奖，获国家发明奖三等奖，并且胡老师将这项专利产品化，其产品在离子色谱用户中广受好评。日前，胡荣宗老师接受了本网(以下简称instrument)的采访邀请，笔者欣然前往，在风景秀美的厦大校园内完成了访问，当时情景至今记忆犹新。 厦门大学化学系胡荣宗教授 instrument：首先，我代表仪器信息网非常感谢胡老师能在百忙之中，抽出时间接受我们的采访。请胡老师简单的为我们介绍一下您的电化学离子色谱抑制器。 胡老师：离子色谱仪，使用电导检测器（ECD），通常使用酸、碱做洗脱液。但是，用酸、碱做洗脱液会产生背景电导，对电导检测器的检测结果影响非常大。如阴离子样品用碱来做洗脱液（比如说碳酸钠，氢氧化钠）那么背景电导比真实结果要高，最终会造成灵敏度降低。例如，用碳酸钠做洗脱液，将产生六、七百微西门子的背景电导，而目标化合物的电导也许不超过十微西门子，背景值是测定值的几百倍。许多分析工作者尝试使用各种化学方法来降低背景电导率，比如有人使用碳酸钠作为洗脱液，将钠离子置换成氢离子生成碳酸，达到降低背景电导率的目的；有人使用最简单的离子交换方法－交换柱解决背景电导的问题，但交换柱的再生操作太繁琐，实验效率较低；后来又有人使用离子交换膜的方式，膜内腔室里流的是碳酸钠溶液，膜外腔室流的是酸液，靠扩散来交换，这种方法十分不稳定，而且耗费大量酸液。 我们采用电化学方法解决电导背景的困扰，原理类似于大家都知道的电解水，在正极室产生氢离子而在负极室产生氢氧根离子，用电解水产生的氢离子置换淋洗液中的钠离子，这就是最简单的电化学抑制器的原理。这个方法我们学校大概在85年就提出了，而实际上， 82年我就已经开始在导师的指导下做这个课题了，一直做到现在（笔者感叹：已经二十多年了，真是厚积勃发呀！）。 我们这个项目是在国家第一个专利申请日申请的专利。我们在不断的改进，以前我们的电解液还要不断地更换，而现在，我们的电解液已经是靠检测后的尾液来提供了。我们在抑制器方面已经有了六、七个专利，都是不断改进、不断提高的成果。这个项目在89年获过国家教委科技进步二等奖，90年获过国家发明奖的三等奖。我至今还记得当时参选国家发明奖答辩时的情景，当时，评委问了我许多问题，其中一个是：“你的这个方法，国外有没有实验室或研究所在进行类似的研究呢？如果没有，为什么他们没有做呢？”那个时候的我还年轻，我说：“国外也有很多人在做，但是他们没有做出来。” instrument：像您这种产品有没有想过进行大规模的正规化生产？ 胡老师：我身为高校的教师是有教学任务的，另外还有课题和研究项目,这些工作都要按时完成，精力和经费的限制使我们的专利至今没能实现产业化批量生产。现在我们也和一些企业进行技术合作，也算是给我们的课题增加一些经费吧。 instrument：那么您的这些课题都是和谁合作的呢？ 胡老师：我们目前的合作伙伴是天美科学仪器有限公司，天美现在出售的离子色谱仪，配的就是我们的离子色谱抑制器。现在国内的离子色谱仪器生产厂家很多，有几家已经做得比较好了（胡老师向我们展示某品牌离子色谱抑制器产品）。我想，这种离子抑制器跟我的产品的设计原理是一样的，都可以归在电化学离子抑制器这个类别里面。而具体的区别在哪里呢？经过测试，我们的产品在性能上会更好更稳定，便于使用。我们的抑制器只有四条管道，比一般的电化学离子色谱抑制器的管道要少，管道少那么死体积就小，而且我们的产品是可以和某进口品牌的离子色谱仪相匹配，价格要比进口抑制器便宜很多。 instrument：现在国内这么多销售离子色谱仪器厂家，像戴安，万通，天美，他们用的离子色谱抑制器也是这种类型的么？ 胡老师：戴安公司的离子色谱抑制器也是电化学抑制器，万通公司的离子色谱仪是三柱循环再生原理的抑制器，而天美公司的产品主要配的是我们的抑制器。 色谱抑制器 instrument：那天美公司使用您的离子色谱抑制器，是直接从您这里购买还是他们拿回去以后要重新进行设计？ 胡老师：目前为止，天美还是直接使用我们的离子色谱抑制器。以后如果进行技术转让的话，天美可能会进行一定的改进。我们在离子色谱抑制器的销售方面投入不多，没有做任何宣传，因为我们并没有把赚钱看得很重，有点姜太公钓鱼愿者上钩的意思。很多零散用户打电话或上门购买我们的离子色谱抑制器，都是得益于离子色谱仪用户之间口耳相传的效果。批量销售主要还是面向天美公司。之所以跟天美合作，是比较看重天美的技术力量，我去天美参观过很多次，对他们在技术研发上的投入，他们的技术实力以及产品检测和管理都很满意。 instrument：我想您的这个专利应该在应用上不止局限于离子色谱抑制器方面吧？ 胡老师：当然，实际上很多领域都可以用我们的专利，像我们目前所做的一个课题，是化工脱硫胺液再生方面的，也是用这个原理。不过我们主要的研究方向还是以离子色谱为主。因为一个研究成果由发明到应用到商品化，不是那么容易实现的，要保证产品的稳定性，考虑产品的寿命，这些对于科研工作者来说是很难的。除了原理、工艺，还要考虑到工厂、客户之间的关系。 instrument：现在，国内的很多离子色谱厂家也发展起来了，您觉得这些离子色谱厂家的产品与国外同类型产品的差距主要在哪？ 胡老师：可能质量上，进口的产品还是要卡的紧一些。国内的厂家目前是比较追求“能卖出去就行的标准”。比如说，如果价格和进口的差不多，客户就会觉得花差不多的钱当然买进口的产品了，而如果厂家把国产的仪器价格压低出售的话，可能仪器的成本就要相应的压低，这是一个主要的矛盾。 instrument：胡老师，目前您主要在做哪方面的研究呢？ 胡老师：我们现在和其他几家单位合作，比如浙江大学，山东师大，兰州化物所等，争取作出国内的首台微型离子色谱仪。我们将使用一种全新的检测方式。当然，其他的现在还要保密。我们将推出新的型号的抑制器，更好的与国外名牌产品匹配。 instrument：这也是我们非常想要向您了解的，我们接触过很多的老师，这些老师也都有自己的研究成果，现在自己搭仪器的老师也很多。但是最终能够形成一个小规模的生产的非常的少。您看您现在将自己的成果产品化，又和厂家有一个批量的供求关系，请问您有什么心得吗？在大学里，研究所里的这些老师们，怎么样将研究成果产业化，这个过程中应该都注意些什么呢？ 胡老师：还是要投入。一个是研究的投入，一个是经费的投入。比如说你可以花费很多的时间去写论文去发表文章，而我却要用这些时间，去做产品模型，去看做成的产品模型。你看我们现在的产品，外观上非常漂亮，实际上在我的抽屉里，有一大堆各种各样的模型，这中间是要投入很多的。另外一个就是经费的投入，当然我们在经费方面能申请国家的资金资助，这是一方面的投入，另外在横向也很重要。比如我们将产品供应给天美，也会获得一定的收入。我们把产品卖出去获得的收入，真正给我自己的是非常少的。也不是说不能将这部分据为己用，因为如果光靠纵向的国家基金，实际上十分紧张，比如说我们在选材，做膜的过程中，也会和很多的工厂打交道，遇到这样或那样的问题，我们翻来覆去的做模，这就需要我们在资金上不断的投入。还有一个，就是要有决心，要有一种我就是要让它好用的决心，比如说在做模的过程中，有两三次，工厂那边的人对我说：“你就让它定下来，别老想改动。”我就是老想着改成这样了以后，还想着改成更好，比如说我们的产品，工厂那边的人就会觉得很奇怪，你们有了大的为什么还要小的，我就对他们说，小有小的好处，大有大的用处。这个小的，如果淋洗液浓度不太高，那么它的灵敏度，死体积，都会有一个更好的表现。而我们另一个比较大的抑制器，就适合容量比较高的样品。因为很多的用户，单位，可能做不到梯度淋洗，像这些用户只需要单用，而单用就不需要配容量大的抑制器。考虑到两种不同的需求，我们做了两个型号的离子色谱抑制器。当然从产品多样化的角度讲，我也会希望自己的产品，种类多些。我们这个课题组，在实用方面上，实际下的功夫比较多。 厦大风景 instrument：从我们的角度来看，现在有太多的实验成果都烂在实验室里了，像现在，有很多项目，完成之后就扔在实验室，实际上国家投了那么多钱，可能更希望的是能够作出一个实实在在的东西。如果能将这些成果应用于科学研究，我觉得这才是更好的。我觉得国家在资金上支持科研成果产业化是对的。因为在产业化的过程中是需要不断的资金的投入。与公司合作去搞一个产品，与找课题申请一个项目，这两者之间的主要差别在于哪里？可能我们从事科研的老师一直以来都缺少市场刺激这方面的压力，那么您觉得您的压力主要来自于哪里？ 胡老师：人总是要有一点压力。我的压力不是来自于经济方面，而是主要来自于我的产品别人用起来会不会觉得好用。实际上我们每出售一台抑制器，我个人所获得的收益是很少的，我们会将更多的收益投入到接下来的研究中，这也是一个横向的投入。比如产品上的螺丝，以前我们用的是手制的，现在我们要和国际接轨，也要开始使用特制的螺丝。这种螺丝拿来以后要去试好拧不好拧，我的要求是用手就可以拧紧。很多因素要考虑，尝试一次不行就两次，这些东西都非常地小，小到一个螺丝，但是都是我们要考虑到的。所以我们的产品也是在不断的改进，不断的投入，要让用户觉得好用，另外产品方面需要考虑的就是美观，最早天美认为我们的产品外观不好看，不像产品。经过我们不断的改进，现在的产品外观看起来美观多了，最终我们还是希望将技术转让给需要的规范化企业。 编后语：摆在我面前的这两个小小的离子色谱抑制器凝聚着胡老师二十多年的心血，这其中的付出与坚持除了胡老师自己，旁人无法深刻的体会到。也许面对今日的成功，往日的付出和往日的艰难困惑都可以谈笑而过。整个采访过程中，胡老师始终是面带笑容，知无不言，言无不尽，而我们却可以在言谈中体味到胡老师对科研工作的执着。借用一句话来形容便是：“风，又起；树，尽摇；阳光，不屈不挠”。我衷心的希望，胡老师的微型离子色谱能够获得更大的成功，也希望能有更多的科研工作者能够像胡老师一样，走到将研究成果产业化的道路上来。 胡荣宗老师简介： 胡荣宗，男，汉族，1945年10月生，福建省厦门市人，中共党员，大学本科毕业于北京大学技术物理系，研究生毕业于厦门大学化学系，获理学硕士学位。1973-1974被国家选派至日本岐阜大学进修。教授，博士生导师，长期倾心于电化学，电分析化学，微柱色谱，离子色谱电化学的研究。主持和参加多项国家和省自然科学基金项目，省科技项目的研究和开发。获授权专利14项（其中第1发明人9项）。作为课题组长，《高性能智能化离子色谱仪的研制与开发》等四项科研成果通过省级鉴定，作为课题组长（第2发明人）《离子色谱抑制柱》1989年获国教委科技进部二等奖，1990年获国家发明奖三等奖，1992年获福建省专利一等奖。1993年起享受国务院颁发的政府特殊津贴，1997年被授予福建省优秀专家。 胡荣宗教授的专利成果和联系方式： 专利： 1 02131711.9 电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制器 2 85102998 离子色谱抑制柱 3 89102557.X 流动体系电流检测器 4 89102556.1 流动体系低噪音库仑检测器 5 89101310.5 毛细管等速电泳仪的进样装置 6 91105113.9 电迁移微离子色谱仪 7 99120177.9 细菌还原法制备负载型金催化剂 8 01265637.2 分立电源式多功能离子色谱抑制柱 9 92202899.0 阴、阳离子双功能离子色谱抑制柱 10 96205793.2 五槽式除盐电渗器 11 98209944.4 高容量离子色谱抑制柱 12 00241733.2 分立电源式高容量离子色谱抑制柱 13 200410069590.X 快速消除双电层充电电流误差的脉冲极谱和电化学谱方法 14 200610059307.4 脱硫胺液中热稳态盐的电化学去除装置 15 200710008600.2 离子色谱电势差检测池 16 200520128004.4 柱状薄层电自生式离子色谱抑制器 （注；其中1、8、9、10、11、12、14、15、16为第一发明人。） 联系方式： 通信地址：厦门大学化学化工学院化学系（361005） 联系电话：0592-2184358 email: rzhu@ xmu.edu.cn

电化学分析是现代仪器分析中的一个重要组成部分，由于电化学分析法具有快速、灵敏、准确、所用仪器结构简单及使用方便等一系列特点，因而在科学研究、现代化学工业、生物与药物分析、环境监测等领域发挥着重要作用。 　　电化学分析仪器可以直接或间接地测量由化学传感器(电极)将化学量转换成的电信号，如电流、电压、电位、电导、电量等各种物理量，从而来研究、确定参与化学反应的物质的量。电化学的研究和技术发展，在一定程度上和电化学仪器的发展密切相关，它们是相互促进，不可分割的有机整体。以下将就2010年上半年上市的电化学新品做一简单介绍。 　　法国 Bio-logic公司最新推出的 SP-200便携式电化学工作站改变了以前对电化学工作站放置位置的限制，可以在条件比较恶劣的环境中进行电化学测试。 　　美国阿美特克新推出的电化学综合测试系统应用了最新的数位讯号处理技术，能够快速准确的获取实验数据。Multi-sine /快速傅立叶变换(FFT)分析可以满足用户同时选用不同的频率进行分析。 　　赛默飞世尔科技新推出的Orion Star LogR pH测量仪，无需另外的温度电极，即可进行pH温度补偿。 　　上海精科推出的PHSJ-5型实验室pH计采用高精度A /D 转化芯片，配置精密级pH电极、精密级参比电极和精密级温度传感器，确保了仪器具有0.001级pH的测量精度。 　　上海纳锘仪器推出的全新系列绿色pH电极采用了绿色环保材料完全符合RoHS指令规定。 　　英国Uniscan公司3100型多通道恒电位仪功率放大器使用最新的处理器设备，提供多通道电化学应用所需要的速度、通用性和精度。外壳设计凭借独特的层流流动路径和机载微控制的均衡速度风扇，用户可以确定与低噪音空气流动水平相结合的总热量管理体系。 　　美国哈希公司推出的MP测定仪是一款不需要使用探头的电化学测定仪，能够快速监测pH、ORP、电导率、电阻率、总溶解固体(TDS)以及温度。 　　法国 Bio-logic SP-200便携式电化学工作站 　　 SP-200便携式电化学工作站 　　SP-200是一台便携式的电化学工作站，其可以在条件比较恶劣的环境中进行电化学测试，允许此设备用于接地池、高压设备和手套室设备、现场腐蚀实验也可以应用，弥补了以前对电化学工作站放置位置的限制。 　　美国阿美特克电化学综合测试系统 　　 Solartron Modulab(电化学综合测试系统) 　　Solartron Modulab最灵活方便的模块化电化学综合测试系统，仪器虽然小型化但是仍然能广泛的应用于电化学测试的各个领域。 　　Solartron Modulab的恒电位仪和恒电流仪中应用了最新的数位讯号处理技术，能够快速准确的获取实验数据。采用目前最高效的频率响应分析仪，其频率响应范围从10μHz -1 MHz，保证测量过程的精度和准确度。 　　Solartron Modulab采用Multi-sine /快速傅立叶变换(FFT)分析可以满足用户同时选用不同的频率进行分析。这个特别适用于低频分析和测量随时间变化的不稳定的电池。 　　赛默飞世尔科技Orion Star LogR pH测量仪 Orion Star LogR pH测量仪 　　新型Orion Star LogR 测量系列仪表采用独特的LogR 技术，配合专门的pH电极，通过电极膜电阻测量样品温度，提供了一种新的电极测量方法。测量仪将显示膜电阻值，用于电极故障判断，节省故障排除时间。使用Orion Star LogR 测量仪，无需另外的温度电极，即可进行pH温度补偿。 　　Orion Star LogR 测量仪目前有两种型号：一种用于pH 测量，另一种用于pH 和离子浓度测量。两种型号均可测量毫伏，温度和电阻(LogR 功能开启时)。 　　Orion Star LogR 测量仪将替代目前的Thermo Scientific Orion PerpHecT® LogR™ 测量仪320, 350和370系列。Orion Star LogR系列测量仪改进了LogR校正程序，具有更多的优势和pH校正点，并能够显示膜电阻。 　　上海精科PHSJ-5型实验室pH计 　　 PHSJ-5型实验室pH计 　　PHSJ-5型实验室pH计采用高精度A /D 转化芯片，配置精密级pH电极、精密级参比电极和精密级温度传感器，确保了仪器具有0.001级pH的测量精度，能满足用户精密测量水溶液的pH值和电位mV值。该仪器主要有五个特点： 　　一是触摸式大屏幕液晶显示屏，全中文操作界面，使用方便 　　二是可选择多种pH标准缓冲溶液标定仪器，利于用户建立自己的标液组 　　三是具有自动识别五种标准溶液功能 　　四是自动和手动温度补偿、自动校准、自动计算电极百分理论斜率 　　五是能储存、删除、打印、查阅，最多可储存200套测量数据，并有RS-232通讯功能。 　　上海纳锘仪器全新系列绿色pH电极 　　 GS9106BNWP绿色pH电极 　　Orion推出全新电极—— 完全符合RoHS指令的全新系列pH电极。并采用了更环保的包装材料，堪称是真正的“绿色电极”。 　　英国Uniscan公司3100型恒电位仪功率放大器 　　 3100型恒电位仪功率放大器 　　3100型多通道恒电位仪功率放大器是一款新一代的多通道高电流仪器，使用最新的处理器设备，提供多通道电化学应用所需要的速度、通用性和精度。 　　3100 型多通道恒电位仪功率放大器具有完全的直流性能。理想应用于宽广范围的电化学应用，其多通道性能允许多种测试速率和比传统设计更高的工作通量。 　　3100的创新的外壳设计凭借独特的层流流动路径和机载微控制的均衡速度风扇，用户可以确定与低噪音空气流动水平相结合的总热量管理体系。 　　美国哈希公司MP测定仪 　　 MP测定仪 　　不需要使用探头的电化学测定仪，快速监测pH、ORP、电导率、电阻率、总溶解固体(TDS)以及温度。操作极其简便，只需两步即可完成测量：1. 灌满采样量杯、2. 按键读数。无需频繁校准，两周一次到每个月一次，并且校准简单，只需按一个按键，然后将仪器调节为标准值即可。高防护等级，IP67，防水防尘，可漂浮，浸没在水下1米处也完全可以操作。 了解更多电化学仪器请访问仪器信息网电化学仪器专场 　　了解更多新品请访问仪器信息网新品栏目

仪器信息网讯 2011年9月22日上午9:00，美国阿美特克(Ametek)公司微区扫描电化学技术讲座在北京科技大学腐蚀中心成功举办，80余位从事扫描电化学研究领域的专家学者出席了会议；仪器信息网作为特邀媒体亦参加了会议。 会议现场 美国阿美特克公司科学仪器部中国区经理杨琦女士主持会议 　　近年来，微区扫描电化学技术发展迅猛，在腐蚀和电沉积科学中的表面反映过程基础研究、酶稳定性研究、生物大分子的电化学反应特性、化学传感器、点蚀孔蚀、涂层完整性和均匀性、涂层下或逾金属界面间的局部腐蚀、缓蚀剂性能等相关领域得到广泛应用，倍受科技工作者的关注。因此，阿美特克公司特别邀请了美国阿美特克公司普林斯顿应用研究(PAR)部门Rob Sides博士、厦门大学林昌健教授作相关的技术讲座。 美国阿美特克公司普林斯顿应用研究部门Rob Sides博士 报告题目：Applications of Different Localized, Scanning Electrochemical Measurements 　　Rob Sides博士在报告中简要介绍了微区电化学测试系统的各项技术设备原理及进展，并对阿美特克公司扫描振动探针/扫描振动电极(SVP/SVET)、局部电化学阻抗 (LEIS)、扫描电化学显微镜(SECM)、扫描开尔文探针(SKP)等微区电化学测试设备的技术特点和重要参数；同时，Rob Sides博士用大量数据和图片说明了上述微区电化学仪器在金属材料腐蚀等多个领域拥有着广泛的应用。据了解，Rob Sides博士长期从事微区扫描技术应用和开发，迄今已在全球提供了超过30套微区电化学仪器的应用方案设计与技术支持。 厦门大学林昌健教授 报告题目：扫描电化学微探针技术及在局部腐蚀研究中的应用　　林昌健教授简要概述了当前国内外具有空间分辨能力的扫描微探针技术及其在腐蚀研究中的应用，包括扫描微电极技术(SMET)、SECM、SKP等 同时，林昌健教授在报告中还重点介绍了其近年来先后建立的具有微米空间分辨度的电化学微探针技术，并利用各种扫描探针技术研究金属/溶液界面电化学不均一性及其局部腐蚀过程。该研究表明，空间分辨电化学方法的发展及应用，加深了人们对金属表面和金属/溶液界面电化学不均一性，特别是金属局部腐蚀发生、发展及过程机理的认识。 Rob Sides博士对M370扫描电化学工作站作现场演示 用户参观阿美特克公司M370扫描电化学工作站 　　讲座结束后，阿美特克公司特别组织了参会人员参观了北京科技大学腐蚀与防护中心的阿美特克公司M370扫描电化学工作站(SVP，SKP，SECM，LEIS技术四合一)，并由Rob Sides博士对设备作了现场演示，使到场用户获益匪浅。 　　关于美国阿美特克集团公司： 　　美国阿美特克集团公司(www.ametek.com)是全球电子仪器和电子机械设备的领先制造商，年销售额超过27亿美元，员工超过11,000人，分布在美国及全球的80多个工厂，80多家销售和服务中心。Advanced Measurement Technology Inc.是美国阿美特克(AMETEK)集团的子公司，旗下拥有Princeton Applied Research(PAR)普林斯顿应用研究，Solartron Analytical输力强分析，Signal Recovery和ORTEC四个品牌。其中普林斯顿应用研究，输力强分析与Signal Recovery组成了阿美特克科学仪器部。 　　普林斯顿应用研究是阿美特克集团公司旗下一个具有悠久历史的电化学仪器品牌。它创建于1961年，由世界著名的普林斯顿大学和等离子物理实验室的一群科学家和商业人士联合组建，50年来，在业内拥有极高的品牌知名度。自1979年以EG&G品牌进入中国以来，用户已经超过千人，专心倾注于电化学分析与合成、电催化、腐蚀应用与研究、化学电源、生物医药和传感器、材料研究等领域，提供卓越的研究型宏观和微观电化学测试仪器。

中环内酰胺（8-11元环）是重要的药物化学骨架，因其存在于很多天然产物和生物活性化合物中，如去熊果苷、鼠李嘧啶、巴拉苏胺和二苯西平等。通常，这些结构只能通过一些有限的方法获得，例如，分子内羰基化、环闭合复分（RCM）、Claisen型重排等。最近报道了一种以过渡金属钌为催化剂和当量的乙酰氧基苯碘酮（BI-OAc）为氧化剂的光催化合成中环内酰胺的方法。然而，这些方法大多局限于使用高稀释溶液、过渡金属催化剂或当量化学氧化剂，严重背离了绿色化学合成的理念。有机电化学利用质子和电子作为氧化还原试剂，已经成为一种环保、经济、功能日益强大的绿色化学合成方法。正如之前的报道，直接或间接电氧化N–H键被应用于各种C–N键的成环化反应中，以构建含N杂环。尽管取得了这些重大进展，但报道的方法仅限于通过典型的酰胺氮自由基环化反应，即电化学氧化C-N键的形成，生成5或6元环。事实证明，要形成8-11元环内酰胺还是很难的。近日，广州医科大学阮志雄教授课题组开发了一种无需催化剂和额外添加剂，以一种绿色可持续的直接电化学氧化的方法产生酰胺氮自由基，并通过C-C键断裂，氮自由基迁移，首次实现了8-11元中环内酰胺扩环的新突破 (Green Chem., 2020, 22, 1099)。与以往的典型的酰胺氮自由基环化方法相比，该研究利用石墨电极作为工作电极（阳极），铂电极作为阴极，在室温、不使用金属催化剂和外部氧化剂等更为温和、绿色经济的条件下，在8 mA恒定电流电解下，反应2.3 h，即成功得到8-11元环的扩环，如下图所示9元环内酰胺产率达到98%。文末，作者还通过循环伏安法进一步解开了反应机理的神秘面纱。阮教授课题组是借助了什么设备完成并优化中环内酰胺的扩环反应的呢？！又是借助了什么设备实现循环伏安法的呢？打开该文的Supporting information，就是这款“IKAElectraSyn pro”，既可完成循环伏安分析，还可以同时实现6位平行筛选，优化反应条件，并完成反应的神器。

随着科技的进步，传感器和光学元件都将趋于小型化和集成化。有机低维纳米材料由于其独特的结构和新颖的物理、化学性质，在生物传感、纳米光子学领域中展现出广阔的应用前景。近日，据国际知名期刊《Advanced Materials》报道，中国科学院化学研究所光化学院重点实验室利用高比表面积的一维纳米材料，制备出一种更加灵敏的电化学发光纳米生物传感器。该项研究也为低维纳米材料制备生物传感器提供了重要的理论和实验依据。 　　从细菌到人，所有生物都在使用&ldquo 生物分子开关&rdquo 来监测环境。此类&ldquo 开关&rdquo ，即由RNA或蛋白制成、可改变形状的分子。这些&ldquo 分子开关&rdquo 的诱人之处在于：它们很小，足以在细胞内&ldquo 办公&rdquo ，而且非常有针对性，足以应付非常复杂的环境。受到这些天然&ldquo 开关&rdquo 的启发，纳米生物传感器应运而生。 　　据中科院相关人员介绍，生物传感器是用固定化的生物体成分，如酶、抗原、抗体、激素等，或者是生物体本身的细胞、细胞器、组织等作为传感元件制成的传感器。按所用分子识别元件的不同，生物传感器可分为酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等 按信号转换元件的不同可分为电化学生物传感器、半导体生物传感器、测热型生物传感器、测光型生物传感器、测声型生物传感器等。其中，电化学生物传感器由于具有体积小、分辨率高、响应时间短、所需样品少、对活细胞损伤小等特点，广泛应用于医药工业、食品检测和环境保护等领域。 　　如今，纳米技术的介入更是为电化学生物传感器的发展提供了新的活力。纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等，使得其表现出奇异的化学、物理性质。例如常见的碳纳米材料，特别是碳纳米管、石墨烯等，就表现出优良的力学性能、导电性能、表面性能及独特的电化学性质。此前，研究人员就曾用琼脂糖将葡萄糖氧化酶和连接了二茂铁的单壁碳纳米管固定在玻碳电极表面，实现了对葡萄糖的快速灵敏检测。碳纳米管的引入还能够显著提高电化学敏感膜中电活性物质的氧化还原可逆性，同时消除了溶解氧对测定的干扰。纳米材料应用于电化学生物传感器领域后，不仅提高了传感器的检测性能，而且提升了传感器的化学和物理性质以及它对生物分子或细胞的检测灵敏度，检测时间也得以缩短，与此同时还实现了高通量的实时分析检测。 　　随着纳米技术和生物传感器交叉融合的发展，越来越多的新型纳米生物传感器涌现出来，如量子点、DNA、寡核苷配体等纳米生物传感器。未来纳米生物传感器的发展方向应该是集成多功能、便携式、一次性的快速检测分析机器，它可以广泛用于食品、环境、战场、人体疾病等领域的快速检测。例如，食品和饮料中病原体或者农药残留成分的快速灵敏检测 环境中污染气体或者污染金属离子等远程检测和控制 人体血液成分和病原体的快速实时检测，以及战场生化武器和爆炸物的快速检测。 　　但是与此同时，新一代纳米生物传感器同样面临诸多挑战，如更高灵敏度、特异性、生物相容性、集成多种技术、检测方法简化、制备工艺、批量化生产、成本效益等。对此，这一生物传感器的研发课题组专家表示，分子自组装加工工艺简单可控，可以实现快速复制，而且成本较低，对生物传感器的发展有很重要的促进作用，有利于高灵敏度、低成本、一次性纳米生物传感器的发展。而生物分子自组装技术更值得关注，它具有天然的生物兼容性、优异的结合性能，或将成为生物传感器发展的另一个全新领域。

第十三届全国有机分子电化学与工业学术会议于4月27日至28日在古城南京隆重召开。大会邀请到了中科院院士汪尔康，陈洪渊，万立骏，以及董绍俊研究员，孙世刚教授等知名专家，就有机分子电化学与工业方向作了精彩的大会报告。参会人数约200人左右，主要来自各高校和研究所。 会议开幕 会议着重于有机分子电化学及工业方向，另外在生物电化学，能源及材料化学，相关新材料，新技术和绿色化学等方向也设立了分会场。 瑞士万通中国有限公司在此次会议期间展示了Autolab PGSTAT302N电化学工作站，这是集二十余年经验，设计与制造的模块式，大电流的一款恒电位/恒电流仪，它是高速，数字化恒电位/恒电流仪的经典型号。 参会老师现场咨询 工程师还对NOVA软件做了相应的演示，这款软件是为所有的Autolab恒电位/恒电流仪设计的数据采集与分析软件包，无论是非常有经验的电化学专家，还是刚入门的新手，NOVA软件都能满足各自的需要。

p 　　要进行一个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 /p p strong 1.电化学型气体传感器的结构 /strong /p p 　　电化学式气体传感器，主要利用两个电极间的化学电位差，一个在气体中测量气体浓度，另一个是固定的参比电极。电化学式传感器采用恒电位电解方式和伽伐尼电池方式工作。有液体电解质和固体电解质，而液体电解质有分为电位型和电流型。电位型是利用电极电势和气体浓度之间的关系进行测量；电流型采用极限电流原理，利用气体通过薄层透气膜或毛细孔扩散作为限流措施，获得稳定的传质条件，产生正比于气体浓度或分压的极限扩散电流。 /p p 　　电化学传感器有两电极和三电极结构，主要区别在于有无参比电极。两电极CO传感器没有参比电极，结构简单，易于设计和制造，成本较低适用于低浓度CO的检测和报警；三电极CO传感器引入参比电极，使传感器具有较大的量程和良好的精度，但参比电极的引入增加了制造工序和材料成本，所以三电极CO传感器的价格高于两电极CO传感器，主要用于工业领域。两电极电化学CO传感器主要由电极、电解液、电解液的保持材料、出去干涉气体的过滤材料、管脚等零部件组成。 /p p strong 2.电传感器工作原理 /strong /p p 　　电化学气体传感器是一种化学传感器，按照工作原理一般分为：a.在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时，将气体直接氧化或还原，并将流过外电路的电流作为传感器的输出；b.将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用与离子电极，把由此产生的电动势作为传感器输出；c.将气体与电解质溶液反应而产生的电解电流作为传感器输出；d.不用电解质溶液，而用有机电解质、有机凝胶电解质、固体电解质、固体聚合物电解质等材料制作传感器。 /p p strong 表1 各种电化学式气体传感器的比较 /strong /p table cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" border=" 1" tbody tr class=" firstRow" td style=" border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 种类 /span /strong /p /td td style=" border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 现象 /span /strong /p /td td style=" border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 传感器材料 /span /strong /p /td td style=" border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 特点 /span /strong /p /td /tr tr td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 恒电位电解式 /span /strong /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 电解电流 /span /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 气体扩散电极，电解质水溶液 /span /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 通过改变气体电极，电解质水溶液，电极电位等可测量CO、H sub 2 /sub S、HO sub 2 /sub 、SO sub 2 /sub 、HCl等 /span /p /td /tr tr td style=" border: medium none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 离子电极式 /span /strong /p /td td style=" border: medium none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 电极电位变化 /span /p /td td style=" border: medium none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 离子选择电极，电解质水溶液，多孔聚四氟乙烯膜 /span /p /td td style=" border: medium none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 选择性好，可测量NH sub 3 /sub 、HCN、H sub 2 /sub S、SO sub 2 /sub 、CO sub 2 /sub 等气体 /span /p /td /tr tr td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 电量式 /span /strong /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 电解电流 /span /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 贵金属正负电极，电解质水溶液，多孔聚四氟乙烯膜 /span /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 选择性好，可测量Cl sub 2 /sub 、NH sub 3 /sub 、H sub 2 /sub S等 /span /p /td /tr tr td style=" border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 固体电解质式 /span /strong /p /td td style=" border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 测定电解质浓度差产生的电势 /span /p /td td style=" border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 固体电解质 /span /p /td td style=" border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 适合低浓度测量，需要基准气体，耗电，可测量CO sub 2 /sub sub 、 /sub NO sub 2 /sub 、H sub 2 /sub S等 /span /p /td /tr /tbody /table p 表1汇集了各类电化学气体传感器的种类、检测原理所用材料与特点。 /p p 2.1 恒电位电解式气体传感器 /p p 　　恒电位电解式气体传感器的原理是：使电极与电解质溶液的界面保持一定电位进行电解，通过改变其设定电位，有选择的使气体进行氧化或还原，从而能定量检测各种气体。对于特定气体来说，设定电位由其固有的氧化还原电位决定，但又随电解时作用电极的材质、电解质的种类不同而变化。电解电流和气体浓度之间的关系如下式表示： /p p 　　　　I=(nfADC)/ σ /p p 　　式中：I-电解电流；n-1mol气体产生的电子数；f-法拉第常数；A-气体扩散面积；D-扩散系数；C-电解质溶液中电解的气体浓度；σ-扩散层的厚度。 /p p 　　在统一传感器中，n、f、A、D及σ是一定的，电解电流与气体浓度成正比。 /p p 　　自20世纪50年代出现CIDK电极以来，控制电位电化学气体传感器在结构、性能和用途等方面都得到了很大的发展。20世纪70年代初，市场上就有了31检测器。有先后出现了CO、N sub x /sub O sub Y /sub （氮氧化物）、H sub 2 /sub S检测仪器等产品。这些气体传感器灵敏度是不同的，一般是H sub 2 /sub S& gt NO& gt NO sub b /sub & gt Sq& gt CO，响应时间一般为几秒至几十秒，大多数小于1min；他们的寿命相差很大，短的只有半年，有的CO监测仪实际寿命已近10年。影响这类传感器寿命的主要因素为：电极受淹、电解质干枯、电极催化剂晶体长大、催化剂中毒和传感器使用方法等。 /p p 　　以CO气体监测为例来说明这种传感器隔膜工作电极对比电极的结构和工作原理。在容器内的相对两壁，安置作用电极h’和对比电极，其内充满电解质溶液构成一密封结构。瓦在化田由极3g对冲由极AnljI进行恒定电位差而构成恒压电路。此时，作用电极和对比电极之间的电流是I，恒电位电解式气体传感器的基本构造根据此电流值就可知CO气体的浓度。这种方式的传感器可用于检测各种可燃性气体和毒气，如H sub 2 /sub S、NO、NO sub b /sub 、Sq、HCl、Cl sub 2 /sub 、PH sub 3 /sub 等，还能检测血液中的氧浓度。 /p p 2.2离子电极式气体传感器 /p p 　　离子电极式气体传感器的工作原理是：气态物质溶解于电解质溶液并离解，离解生成的离子作用于离子电极产生电动势，将此电动势取出以代表气体浓度。这种方式的传感器是有作用电极、对比电极、内部溶液和隔膜等构成的。 /p p 　　现以检测NH sub 3 /sub 传感器为例说明这种气体传感器的工作原理。作用电极是可测定pH的玻璃电极，参比电极是A8从姐电极，内部溶液是NIkCE溶液。NEACt离解，产生铵离子NH sub 4 /sub sup + /sup ，同时水也微弱离解，生成氢离子H sup + /sup ，而NH4 sup + /sup 与H sup + /sup 保持平衡。将传感器侵入NH sub 3 /sub 中，NH sub 3 /sub 将通过隔膜向内部渗透，NH sub 3 /sub 增加，而H sup + /sup 减少，即pH 增加。通过玻璃电极检测此PH的变化，就能知道NH sub 3 /sub 浓度。除NH sub 3 /sub 外，这种传感器海能检测HCN（氰化氢）、H sub 2 /sub S、Sq、C0 sub 2 /sub 等气体。 /p p 　　离子电极式气体传感器出现得较早，通过检测离子极化电流来检测气体的体积分数，电化学式气体传感器主要的有点是检测气体的灵敏度高、选择性好。 /p p 2.3电量式气体传感器 /p p 　　电量式气体传感器的原理是：被测气体与电解质溶液反应生成电解电流，将此电流作为传感器输出，来检测气体浓度，其作用电极、对比电极都是Pt电极。 /p p 　　现以检测C12为例来说明这种传感器的工作原理。将溴化物MBr（M是一价金属）水溶液介于两个铂电极之间，其离解成比，同时水也离解成H sup + /sup ，在两铂电极间加上适当电压，电流开始流动，后因H sup + /sup 反应产生了H sub 2 /sub ，电极间发生极化，发生反应，其结果，电极部分的H sub 2 /sub 被极化解除，从而产生电流。该电流与H sub 2 /sub 浓度成正比，所以检测该电流就能检测Cl sub 2 /sub 浓度。除Cl sub 2 /sub 外，这种方式的传感器还可以检测NH sub 2 /sub 、H sub 2 /sub S等气体。 /p p strong 3.传感器的检测 /strong /p p 　　电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数，市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器。可控电解式传感器是通过检测电解时流过的电流来检测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压，除了能检测CO、NO、NO sub 2 /sub 、O sub 2 /sub 、SO sub 2 /sub 等气体外，还能检测血液中的氧体积分数。电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。离子电极式气体传感器出现得较早，通过检测离子极化电流来检测气体的体积分数。电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高、选择性好。 /p p 　　综上所述，不同种类的气体传感器适用于不同气体检测与控制的需求，随着现代工业的发展，尤其是绿色环保理念的不断加强，气体传感器技术的开发应用必将具有非常广阔的发展前景。两电极电化学CO传感器，是近年来研究的热点，属于国际上先进的传感器技术，通过实验研究，在电极、过滤层、电解质等材料选择和结构的设计中，攻克了影响传感器寿命的诸多技术难题，研制成功了具有实用意义的新型CO传感器，它必将在CO气体检测领域发挥积极的作用。 /p

（摘自仪器信息网 2011-9-23新闻） 仪器信息网讯 2011年9月22日上午9:00，美国阿美特克(Ametek)公司微区扫描电化学技术讲座在北京科技大学腐蚀中心成功举办，80余位从事扫描电化学研究领域的专家学者出席了会议；仪器信息网作为特邀媒体亦参加了会议。 会议现场 美国阿美特克公司科学仪器部中国区经理杨琦女士主持会议 近年来，微区扫描电化学技术发展迅猛，在腐蚀和电沉积科学中的表面反映过程基础研究、酶稳定性研究、生物大分子的电化学反应特性、化学传感器、点蚀孔蚀、涂层完整性和均匀性、涂层下或逾金属界面间的局部腐蚀、缓蚀剂性能等相关领域得到广泛应用，倍受科技工作者的关注。因此，阿美特克公司特别邀请了美国阿美特克公司普林斯顿应用研究(PAR)部门Rob Sides博士、厦门大学林昌健教授作相关的技术讲座。 美国阿美特克公司普林斯顿应用研究部门Rob Sides博士 报告题目：Applications of Different Localized, Scanning Electrochemical Measurements 　　Rob Sides博士在报告中简要介绍了微区电化学测试系统的各项技术设备原理及进展，并对阿美特克公司扫描振动探针/扫描振动电极(SVP/SVET)、局部电化学阻抗 (LEIS)、扫描电化学显微镜(SECM)、扫描开尔文探针(SKP)等微区电化学测试设备的技术特点和重要参数；同时，Rob Sides博士用大量数据和图片说明了上述微区电化学仪器在金属材料腐蚀等多个领域拥有着广泛的应用。据了解，Rob Sides博士长期从事微区扫描技术应用和开发，迄今已在全球提供了超过30套微区电化学仪器的应用方案设计与技术支持。 厦门大学林昌健教授 报告题目：扫描电化学微探针技术及在局部腐蚀研究中的应用 　　林昌健教授简要概述了当前国内外具有空间分辨能力的扫描微探针技术及其在腐蚀研究中的应用，包括扫描微电极技术(SMET)、SECM、SKP等 同时，林昌健教授在报告中还重点介绍了其近年来先后建立的具有微米空间分辨度的电化学微探针技术，并利用各种扫描探针技术研究金属/溶液界面电化学不均一性及其局部腐蚀过程。该研究表明，空间分辨电化学方法的发展及应用，加深了人们对金属表面和金属/溶液界面电化学不均一性，特别是金属局部腐蚀发生、发展及过程机理的认识。 Rob Sides博士对M370扫描电化学工作站作现场演示 用户参观阿美特克公司M370扫描电化学工作站 讲座结束后，阿美特克公司特别组织了参会人员参观了北京科技大学腐蚀与防护中心的阿美特克公司M370扫描电化学工作站(SVP，SKP，SECM，LEIS技术四合一)，并由Rob Sides博士对设备作了现场演示，使到场用户获益匪浅。

p 　　 strong 1 稳态测量 /strong /p p 　　1.1 稳态过程与稳态系统的特征 /p p 　　一个电化学系统，如果在某一时间段内，描述电化学系统的参量，如电极电势、电流密度、界面层中的粒子浓度及界面状态等不发生变化或者变化非常微小，则称这种状态为电化学稳态。 /p p 　　稳态不等同于平衡态，平衡态是稳态的一个特例。同时，绝对的稳态是不存在的，稳态和暂态也是相对的。稳态和暂态的分界线在于某一时间段内电化学系统中各参量的变化是否显著。 /p p 　　1.2 稳态极化曲线的测量方法 /p p 　　稳态极化曲线的测量按照控制的自变量可分为控制电流法和控制电势法。 /p p 　　控制电流法亦称之为恒电流法，恒定施加电流测量相应电势。控制电势法亦称之为恒电位法，控制研究电极的电势测量响应电流。 /p p 　　本质上恒电流法和恒电势法在极化曲线的测量方面具有相同的功能，如果电化学体系中存在电流极大值时选择恒电势法，存在电势极大值时选择恒电流法。 /p p 　　1.3 稳态测量方法的应用 /p p 　　稳态极化曲线是研究电极过程动力学最基本的方法，在电化学基础研究方面有着广泛的应用。可根据极化曲线判断反应的机理和控制步骤 可以测量体系可能发生的电极反应的最大反应速率 可以测量电化学过程中的动力学参数，如交换电流密度、传递系数、标准速率常数和扩散系数等 可以测定Tafel 斜率，推算反应级数，进而获取反应进程信息 此外，还可以利用极化曲线研究多步骤的复杂反应，研究吸附和表面覆盖等过程。 /p p 　　 strong 2 暂态测量 /strong /p p 　　2.1 暂态过程与暂态系统的特征 /p p 　　暂态是相对稳态而言的，随着电极极化条件的改变，电极会从一个稳态向另一个稳态转变，在此期间所经历的不稳定的、电化学参量显著变化的过程称之为暂态过程。 /p p 　　暂态过程具有如下基本特征：①存在暂态电流——该电流由双电层充电电流和电化学反应电流组成，前者又称之为非法拉第电流或电容电流，后者常常称之为法拉第电流 ②界面处存在反应物与产物粒子的浓度梯度——即电极/溶液界面处反应物与产物的粒子浓度，如前所述，不仅是空间位置的函数，同时也是时间的函数。 /p p 　　2.2 暂态过程中的等效电路分析及其简化 /p p 　　由于暂态过程中的各参量是随时间变化的，与稳态过程比较，更为复杂。为便于分析和讨论，将各电极过程以电路元件组成的等效电路的形式来描述电极过程，等效电路施加电流后的电压响应，应与电极过程的电流电压响应一致。典型的两电极测量体系等效电路如图 5 所示。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/a705964b-ec79-49be-86a2-0967442f14c9.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 5 两电极体系电解池的等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.5 Equivalent circuit of two electrode system /span /p p 　　图 5 中，A 和 B 分别代表研究电极和辅助电极(两电极体系)，R A 和 R B 分别表示研究电极和辅助电极的欧姆电阻，C AB 表示两电极之间的电容，R u表示两电极之间的溶液电阻，C d 和 C d & #39 分别表示研究电极和辅助电极的界面双电层电容，Z r 和 Z r & #39 分别表示研究电极和辅助电极的法拉第阻抗。 /p p 　　若 A、B 均为金属电极，则 R A 和 R B 很小，可忽略 由于两电极之间的距离远大于界面双电层的厚度，故 C AB 比双电层电容 C d 和 C d & #39 小得多，当溶液电阻 R u 不是很大时，由 C AB 带来的容抗远大于 R u ，故C AB 支路相当于断路，可忽略 此外，若辅助电极面积远大于研究电极面积，则 C d & #39 远大于 C d ，此时，C d & #39 容抗很小，相当于短路，故等效电路(图 5)最终可简化为如图 6 所示。这相当于在电池中一个电极的电阻很小时的情况，如采用金属锂负极的两电极电池。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/29358b29-15c6-41d9-a13a-a6df8af6f153.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 6 两电极体系电解池的简化电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.6 Simplified circuit of two electrode system /span /p p 　　由于电极过程的多步骤和复杂性，不同速率控制步骤下，电极体系的等效电路不尽相同，有时可以进一步简化，常见的有如下三种情形。 /p p 　　(1)传荷过程控制下的等效电路 /p p 　　暂态过程中由于暂态电流的作用使得电极溶液界面处存在双电层充电电流，该双电层类似于平行板电容器，可用 C d 表示，相应的充电电流的大小用i c 来表示。此外，界面处还存在着电荷的传递过程，电荷的传递过程可用法拉第电流来描述，由于电荷传递过程的迟缓性，导致法拉第电流引起了电化学极化过电势，该电流-电势的关系类似于纯电阻上的电流-电势关系，因而电荷传递过程可以等效为一个纯电阻响应，用 R ct 表示。由于传荷电阻两端的电压是通过双电层荷电状态的改变而建立起来的，因而，一般认为 R ct 与 C d 在电路中应属于并联关系，传荷过程控制下的简化等效电路如图 7 所示。需要指出的是，这一简化模型基于传统电化学体系，锂离子电池中，电极在多数状态下。大量电荷存储在电极内，造成电容效应，可以称之为化学电容 C chem ，与C dl 应该是串联关系。在实验上与 R ct 并联显示在阻抗谱半圆上的到底应该是电双层电容还是化学电容还是两种电容之和取决于哪一个电容值更低。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/4da71da6-e74d-48c7-baa1-c8b81d1d0072.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 7 传荷过程控制下的界面等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.7 Equivalent circuit of interface under the conditionof charge transfer /span /p p 　　(2)浓差极化不可忽略时的等效电路 /p p 　　暂态过程中，对于惰性电极，由于电极/溶液界面处存在暂态电流，因此开始有电化学反应的发生，界面处不断发生反应物消耗和产物积累，开始出现反应物产物浓度差。随着反应的进行，浓度差不断增大，扩散传质过程进入对流区，电极进入稳态扩散过程，建立起稳定的浓差极化过电势，由于浓差极化过电势滞后于电流，因此电流-电势之间的关系类似于一个电容响应。可以用一个纯电阻 R w 串联电容 C w 表示。该串联电路可用半无限扩散模型来模拟，如图 8 所示。这种情况在电池中也会经常出现。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/963f9efd-7c04-4fb1-853d-a76ccf60a7c3.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 8 半无限扩散阻抗等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.8 Impedance equivalent circuit of semi-infinitidiffusion /span /p p 　　上述 R w 和 C w 的串联结构可用一个复数阻抗 Z w来表示，Z w 可理解为半无限扩散阻抗。由于扩散传质过程和电荷传递过程同时进行，因而两者具有相同的电化学速率，在电路中应属于串联关系。一般在阻抗谱上表现为 45 o 的斜线。在锂离子电池中，取决于电极材料颗粒尺寸的大小和孔隙率的大小，锂离子在电极材料内部的扩散或者在电极层颗粒之间的孔隙或者含孔颗粒内电解质相的扩散成为控制步骤。由于存在边界条件约束，往往显示出有限边界条件下的扩散。在浓差极化不可忽略的情形下，可以如图 9 所示。有限边界条件下扩散的等效电路元件只是将 Z w 换为相应的等效电路扩散元件。 /p p 　　(3)溶液电阻不可忽略时的界面等效电路 /p p 　　当溶液电阻不可忽略时，由于极化电流同时流经界面和溶液，因而溶液电阻与界面电阻应属于串联关系，典型的浓差极化不可忽略、溶液电阻不可忽略时的等效电路如图 10 所示。在锂离子电池中，由于是多孔粉末电极，有时电极的欧姆电阻也不可忽略，与电解质电阻是串联关系，一般合并在一项中。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/0ae51846-5fa6-44f0-a26d-d5dd6b3603ba.jpg" title=" 9.jpg" alt=" 9.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 9 浓差极化不可忽略时的界面等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.9 Equivalent circuit of interface under the conditionof concentration polarization /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ac8e06da-7dd5-42e8-a1de-5cbca2510e05.jpg" title=" 10.jpg" alt=" 10.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " /span br/ /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图 10 包含 4 个电极基本过程的等效电路 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　Fig.10 Equivalent circuit including four basic electrodeprocess /span /p p 　　2.3 暂态测量方法的分类及其特点 /p p 　　暂态过程测量方法按照自变量的控制方式可分为控制电流法和控制电势法 按照自变量的给定方式可分为阶跃法、方波法、线性扫描法和交流阻抗法。用暂态测量能比稳态测量给出更多的电化学参量信息。一般来说，暂态测量法具有如下特点：①暂态法可以同时测量双电层电容 C d 和溶液电阻 R u ②暂态法能够测量电荷传递电阻 R ct 。因此，能够间接测量电化学过程中标准速率常数和交换电流的大小 ③暂态法可研究快速电化学反应，通过缩短极化时间，如以旋转圆盘电极代替普通电极，并加快旋转速度，可以降低浓差极化的影响，当测量时间小于 10 ?5 s 时，暂态电流密度可高达 10 A/cm 2 ④暂态法可用于研究表面快速变化的体系，而在稳态过程中，由于反应产物会不断积累，电极表面在反应时不断受到破坏，因而类似于电沉积和阳极溶解过程，很难用稳态法进行测量 ⑤暂态法有利于研究电极表面的吸脱附结构和电极的界面结构，由于暂态测量的时间非常短，液相中的杂质粒子来不及扩散到电极表面，因而暂态法可用于研究电极反应的中间产物和复杂的电极过程。 /p p 　　以上两小节介绍的内容主要适用于传统的电化学体系，氧化还原反应发生在电极表面，电极为惰性电极，电解质为稀浓度电解质，更详细准确的描述参见电化学的教科书。锂电池与传统电化学测量体系显著不同之处是氧化还原反应发生在电极内部而非电极表面，离子的扩散、电荷转移，相变可以发生在电极内部。锂电池的电极一般是非均相多孔粉末电极，孔隙之中存在着电解液，电解液中离子的浓度达到 1 mol/L 甚至更高， 这些不同导致获得可靠的锂离子电池电极过程动力学参数非常困难。而锂空气电池的研究涉及到多种中间产物的分析，圆盘电极和环盘电极等暂态测量被广泛应用。 /p p span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 　　文章摘自Energy Storage Science and Technology（储能科学与技术），2015,4（1），（凌仕刚，吴娇杨，张舒，高健，王少飞，李泓，中国科学院物理研究所） /i /span /p

新产品和新技术体现了相关行业的技术发展趋势，定期推出一定数量的新产品和新技术是一个仪器企业创新能力的具体表现。仪器信息网“半年新品盘点”旨在将最近半年内推出的新产品和新技术集中展示给广大用户，让大家对于感兴趣的领域有总体性了解，更多创新产品和更详细内容见新品栏目。 　　电化学分析是仪器分析的重要组成部分，与光谱分析、色谱分析一起构成了现代分析仪器的三大重要支柱。电化学分析法灵敏度和准确度高，选择性好，某些方法最低检测量可以达到10-12mol.L-1。电化学仪器装置较为简单，操作方便，应用广泛。 　　电化学分析所包含的内容丰富，已近建立起比较完善的理论体系，在现代化学工业、生物与药物分析、环境分析等领域有着广泛的应用，特别是在生命科学领域更是发挥着其他分析方法难以取代的作用。近年来，随着环境监测、生物医药等领域的快速发展，对电化学仪器的需求也越来越多。 　　2012年，电化学领域新产品新技术不断推出。上半年中，仪器信息网新品栏目和相关资讯中发布了8款电化学仪器新品及相关设备。下半年，又发布了5款电化学仪器新品及相关设备。分别为海能的T860全自动滴定仪、瑞士万通899型库伦水分测定仪、上海仪迈科学仪器有限公司IS139专业型pH计、梅特勒-托利多的SevenExcellenceTM系列模块组合式多参数测试仪、Bio-Logic的VMP-300 多通道电化学工作站。 　　自动电位滴定仪 　　电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法。电位滴定法是靠电极电位的突跃来指示滴定终点，如果使用自动电位滴定仪，在滴定过程中可以自动绘出滴定曲线，自动找出滴定终点，自动给出体积，滴定快捷方便。目前电位滴定仪分通用型和专用型仪器，不过专用型仪器的市场需求量相对通用型仪器要小很多。 T860全自动滴定仪(海能) 上市时间：2012年10月 　　海能T860自动电位滴定仪采用模块化设计，可进行酸碱滴定、氧化还原、沉淀和络合等多种滴定。该仪器采用无死体积电磁阀，PTFE滴定管路更换便捷；采用超薄搅拌台，用线圈实现磁力搅拌；原装进口过滤器，避免溶液中杂质堵塞管路及阀体；滴定管采用推拉式拆卸，更换非常方便，且精度能达到0.005mm；整机体积非常小巧灵便，且7寸超大彩色液晶触摸界面，显示信息丰富，方便操作。 　　卡式水分测定仪 　　按照原理来说卡式水分测定仪可以分为容量法和库仑法两类。就自动化程度方面来说还可分为手动的和自动的。目前，由于一些标准的问题，手动的仪器还有用武之地，特别是学校教学用，一时还不能淘汰。但是，随着标准及教科书的更新，自动的卡式水分仪的市场也越来越大。 瑞士万通899型库仑水分测定仪 　　该款仪器是瑞士万通第一款可便携型库仑水分测定仪，可重复充电式电源盒提供独立电源，一次充电可保证仪器持续稳定运行几个小时，测试地点不再局限；可以自动感应样品，样品进入滴定池后自动开始水分测定；并且可与卡式炉联用，进行困难样品水分的测定。 　　pH计/电导率仪 　　作为实验室必备的仪器，pH计/电导率仪广泛应用于工业、农业、科研、环保等领域。按照外形来分，实验室中的pH计/电导率仪可以分为台式、便携式、笔式三大类；按照参数来分，可以分为单参数和多参数(多功能的)。其中，市面上现在笔试的pH计/电导率仪越来越多的进入人们的日常生活。另一方面，也有越来越多的产品往往综合了pH、电导率、溶解氧等参数，以多功能的高端产品面世。当然，在追求多功能和高的精确度之外，操作简单方便始终是一个发展方向。 IS139专业型pH计(上海仪迈科学仪器有限公司) 上市时间：2012年7月 　　该仪器采用创新的软件设计，全屏触摸均有响应，最大限度方便用户操作和参数的快捷设定；创新的半透明、灰色格调的外观设计，带给用户独特的测量体验；独创的“M-log”测量日志功能，可自由记录编写和显示所需内容；国际最高水准的测量精度，最宽的测量范围，自动识别9组标准缓冲液；超大的数据库，存储数据多达2000组；独具连续测量模式，动态曲线显示mV和pH测量读数，帮助用户更好地追踪样品pH读数的变化。 SevenExcellenceTM系列模块组合式多参数测试仪(梅特勒-托利多) 上市时间：2012年10月 　　SevenExcellenceTM系列产品包含pH/mV测量仪、电导率仪、pH/离子浓度测量仪和双通道pH/电导率测量仪。该系列产品秉承Seven系列台式仪表的优良品质，并引入创新的ISM(智能电极管理)技术和OneClickTM方法概念。采用三通道仪表与测量模块灵活组合，测量功能随时拓展；拥有包括中文在内的10种菜单语言，7英寸彩色触摸屏，uPlaceTM电极支架，可单手操作，垂直上下移动电极；四级用户管理，ISM技术，方法和样品系列快捷操作，专业校准，密码保护，限值监测，无线电时钟，符合最严格的GLP管理规范，数据更安全。 　　电化学工作站 　　电化学工作站的本质是用于控制和监测电化学池电流和电位以及其它电化学参数变化的仪器装置，它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合，主要应用于电化学机理研究、生物技术研究、物质的定性定量分析、常规电化学测试、纳米科学研究等。近几年，全球市场对电化学工作站的需求增长很快，国际上生产电化学工作站的厂商主要有瑞士万通、Bio-Logic、阿美特克(普林斯顿及输力强)等。国内这几年发展也不错，上海辰华、天津兰力科、武汉科思特等也推出了电化学工作站，但是国内在电化学阻抗技术方面与国外还是有一定的差距。 VMP-300 多通道电化学工作站(Bio-Logic，华洋科仪代理) 上市时间：2012年10月 　　VMP-300是一款多通道电化学工作站，它可以为恒电位仪/恒电流仪/FRA或扩展电路板提供16个插槽，可以外接恒电位仪，恒电流仪，FRA电路板或扩展电路板。通道板和booster电路板可以在一个模块上进行整合，既可以获取很多通道，又可以达到很高的电流。作为多通道电化学工作站，每个通道可以完全独立于其他通道，从而允许多个用户同时使用该仪器。仪器内置校准技术，模块化设计。 　　2012年上半年发布仪器新品：电化学仪器 　　了解更多质谱产品请访问仪器信息网电化学专场 　　了解更多新品请访问仪器信息网新品栏目 　　关于申报新品 　　凡是“网上仪器展厂商”都可以随时免费申报最新上市的仪器，所有经审批通过的新品将在仪器信息网“新品栏目”、“网上仪器展”、“仪器信息网首页”等进行多方位展示；越早申报的新品，将获得更多的展示机会。

重磅产品出炉——德国HEKA扫描电化学显微镜，看到名字大家可能比较陌生但是又似曾相识，如果你认为这款仪器是扫描电镜和电化学工作站的简单叠加，那么你就OUT了!HEKA ElProscan是一台扫描电化学显微镜，用于研究样品的电化学活性表面。它属于扫描探针显微镜（AFM, STM, SECM）家族的一员。由德国弗莱堡Albert-Ludwig大学材料研究中心的Dr.Jurgen Heinze（教授）合作开发了ElProscan仪器。2005年HEKA公司创立了ElProscan品牌，它包括传统的SECM实验方法及扩展功能。整个系统包括三个主要部分，定位系统，双恒电位仪，数据采集系统。定位系统控制微电极在溶液中电化学活性样品表面上进行三维扫描，因此ElProscan可用作传统的SECM仪器并且具有更多的功能。ElProscan与传统的SECM不同之处在于它不仅仅记录针尖的电流信号，而且在针尖上可实现任何电化学实验方法的应用（用可编程脉冲发生协议Programmable Pulse Protocol来完成）。在脉冲发生协议运行过程中，在样品上应用独立的电化学实验方法并同时在针尖上应用不同的方法。因此ElProscan还具有电化学活性表面修饰的功能。 图1、典型的实验配置图 超微电极(UME)在溶液中接近样品表面上方扫描，在电极表面由于氧化还原反应所溶解的物质形成法拉第电流 随着针尖向样品表面逼近，可测出电流的变化。电化学惰性表面抑制针尖表面的氧化还原物质扩散并导致针尖电流逐渐减小（正反馈） 图2、ELProscan反馈模式 当样品是电化学活性表面，针尖电流逐渐增大。这是因为在样品表面再生了反应后的氧化还原物质，并在针尖再次进行反应（正反馈）。 反射光成像透射光成像 图3、透射和反射光成像重叠成像 图4、表面形态（左）电化学活性表面（右）图5、仪器本尊ElProscan系统具有多重应用领域如：表面分析功能、金属沉积、导电聚合物沉积、酶活性成像、催化材料表面活性等，就像扫描电镜一样，我们能罗列的仅仅是其中的少数应用。后续会持续更新其在各领域的具体应用。

p & nbsp & nbsp 8月1日，武汉大学发布讣告，中国科学院院士、武汉大学化学与分子科学学院教授查全性先生，因病医治无效，在武汉大学人民医院不幸逝世，享年94岁。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/351ab981-d9af-4105-b463-5819a663451e.jpg" title=" timg_meitu_1.jpg" alt=" timg_meitu_1.jpg" / /p p & nbsp & nbsp 查全性先生是我国著名的电化学家，毕生从事电化学相关的科研和人才培养工作。上世纪五十年代末，查全性先生从苏联进修回国，在条件十分艰苦的环境下，克服重重困难，以极大的热情开始了他在武汉大学的电化学研究和人才培养工作，使武汉大学成为当时全国现代电化学研究的重要基地之一。其研究领域包括“电极/溶液”界面上的吸附、多孔电极极化理论、电化学催化与光电化学催化、粉末微电极、多种电化学材料，及其在化学电源、金属表面处理与防腐、电化学分析与传感器方面的应用等。 /p p & nbsp & nbsp 2011年，查全性院士和厦门大学田昭武院士一起荣获第一届中国电化学成就奖。 /p p & nbsp & nbsp “中国电化学成就奖”是中国化学会电化学委员会颁发的最高学术奖励。每两年评选一次，奖励在电化学科学与技术研究中做出原创性成果，并对中国电化学事业的发展做出重大贡献的中国电化学工作者。第二届中国电化学成就奖获得者为中科院长春应化所董绍俊院士。第三届中国电化学成就奖获得者为中科院长春应化所汪尔康院士。 /p p & nbsp & nbsp 作为院士，查全性学术成果自是丰硕。而查院士的真言直谏，则改变了中国高等教育的发展方向，让无数青年人的命运改写。查院士在1977年的全国教育会议上首倡恢复高考并被采纳，让千百万寒门学子通过知识改变了命运！ /p p & nbsp & nbsp & nbsp 停止了11年的高考恢复后，查全性事了拂衣去，深藏功与名，又回到了自己热爱的实验室。作为我国著名的电化学家、我国现代电化学重要奠基人之一，默默耕耘、甘当人梯，穷一生从事电化学相关的科研和人才培养工作，是查先生对自己毕生的定位。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/91790372-756a-48f7-be99-aa608a0146ed.jpg" title=" bc7a3a05-d302-4011-a07f-65d03c610af3.jpg" alt=" bc7a3a05-d302-4011-a07f-65d03c610af3.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 扫二维码加“绿· 仪社”为好友 了解更多业内重大消息！ /span /p

光谱电化学（SEC）测量在分析化学中起着至关重要的作用，利用透明或半透明电极对电化学过程进行光学分析。电化学读数提供了有关电极状态的信息，而透射光谱的变化有助于识别电化学反应的产物。 据麦姆斯咨询报道，近日，波兰华沙理工大学（Warsaw University of Technology）的研究人员开发了一种增强型光谱电化学装置，其中，基于双域（光学和电化学）光纤的传感器直接用作工作电极，同时像光谱电化学一样单独测量分析物的光学特性。该传感器采用反射（探针状）配置，其中只有短纤芯部分涂有氧化铟锡（ITO）并浸入分析物中。对ITO纳米涂层的性能进行了优化，以满足在期望的反射光谱范围内获得损失模式共振（LMR）的条件。基于LMR和分光光度计的测量在单独的光路中进行。这产生了一种具有电化学激活的两个垂直定向光谱通道的新形式。相关研究成果以“Enhanced spectroelectrochemistry with lossy-mode resonance optical fiber sensor”为题发表在Scientific Reports期刊上。 在这项工作中，ITO-LMR传感器是基于聚合物包层的石英（PCS，芯径 = 380 μm）多模光纤。由于传感器设计为反射（探针状）配置以有效地引导在光纤端面之一处反射的光，因此使用直流磁控溅射技术在其中一个光纤端面上沉积一层铝膜。必须注意的是，只有当LMR传感器用作工作电极时，传感器/电极的光学询问（通道2中的光学测量）才是可能的，而当使用铂网或ITO涂覆的载玻片时则不可能。增强型SEC装置（LMR传感器作为工作电极）的示意图 增强型SEC装置提供了三种类型的询问读数：电化学测量、与分析物体积相对应的光谱分析（类似于标准SEC）、反映传感器/电极表面状态的LMR光谱分析。在每个询问路径中，分别用铁氰化钾和亚甲基蓝两种氧化还原反应探针进行循环伏安法（CV）实验。随后，在传感器的计时电流（CA）测量期间进行同步测量，并检查读数之间的相互关系。（A）铁氰化钾和亚甲基蓝溶液中LMR传感器的CV扫描；（B）LMR光谱的演变，其中施加电压以诱导氧化还原探针的氧化和还原；（C）计时电流响应，显示LMR传感器在亚甲基蓝溶液中的可重复响应。LMR传感器支持的增强型SEC配置中的多步电流法测量结果（铁氰化钾作为氧化还原探针）LMR传感器支持的增强型SEC配置中的多步电流法测量结果（亚甲基蓝作为氧化还原探针） 总而言之，研究人员开发了一种基于ITO的损失模式共振光纤传感器的增强型光谱电化学测量系统。由于ITO膜的优化厚度和光学性质，在光学域中观察到了LMR，而ITO的电学性质允许将传感器也用作电化学装置中的工作电极。通过检测两种氧化还原探针，即铁氰化钾和亚甲基蓝，证明了该方法。由于LMR强烈地依赖于外部介质的属性和传感器表面发生的变化，因此外加电压的变化会引起共振波长的移动以及特定波长的透射。此外，外加电压引起的变化具有高度可逆性。与标准工作电极相比，“针状”形式的传感器结构紧凑，因此在测量系统内传感器的放置方面提供了很大的灵活性，并能够减小分析样品的体积。此外，这种传感器的制造具有可扩展性，高度可重复性和低成本。利用ITO-LMR增强型光谱电化学装置，增加了关于工作电极表面状态、氧化还原反应本身的信息，并交叉验证了获得的结果，从而提高了分析的灵敏度。这种三通道系统将来可以应用于其他分析，也可以应用于需要使用便携式系统的传感应用。论文信息：https://www.nature.com/articles/s41598-023-42853-0延伸阅读：

“100家国产仪器厂商”专题： 访上海精密科学仪器有限公司雷磁电化学仪器事业部 　　为推动中国国产仪器的发展，了解中国国产仪器厂商的实际情况，促进自主创新，向广大用户介绍一批有特点的优秀国产仪器生产厂商，仪器信息网自2009年1月1日开始，启动了“百家国产仪器厂商访问计划”。日前，仪器信息网工作人员走访参观了上海精科雷磁电化学仪器事业部。 　　上海精科由原上海分析仪器总厂、上海天平仪器厂、上海雷磁仪器厂、上海物理光学仪器厂等国内科学仪器行业内著名企业组成，是目前国内最大的科学仪器制造集团之一，也是我国第一台分光光度计、第一台天平、第一台PH计以及第一台旋光仪的诞生地。上海精科目前拥有“上分”、“棱光”、“上平”、“双圈”、“雷磁”、“申光”等多个著名品牌。 　　上海精科率先通过了ISO9001质量管理体系认证和ISO14001环境管理体系认证，旗下多个品牌多次被评为“上海名牌”。2009年上海精科被中国仪器仪表学会授予“中国分析仪器发展贡献奖”。 　　pH计是实验室和生产过程中普及程度最为广泛、不可或缺的基本仪器之一，此次访问的是以pH计等电化学仪器为主打产品的“上海精科雷磁电化学仪器事业部”(简称“雷磁事业部”)。 　　上海精科常务副总经理兼雷磁电化学仪器事业部总经理汤志东先生、上海精科营销部经理叶鸿美女士热情地接待了我们一行，雷磁电化学仪器事业部常务副总经理姚元忠先生、总工程师殷传新先生带领我们参观了雷磁事业部生产车间，并为我们介绍了雷磁事业部近几年的发展情况。　　 　　雷磁品牌，创建于1953年 　　一、 历史悠久、不断发展 　　上海精密科学仪器有限公司雷磁仪器厂即原上海雷磁仪器厂，由荣仁本先生(全国政协委员)于1953年创建。作为我国第一家分析仪器专业生产企业，经过五十多年的不懈努力，从最初只有十几名员工的私营工厂发展成为今天员工人数近二百人、年产电化学仪器超过2万台、产值近亿元的国有企业，是目前国内规模最大、产品品种最齐全的电化学分析仪器及传感器生产厂。“雷磁”品牌享誉全国。 　　长期以来，雷磁不断重视新品开发和市场开拓，主要产品除PH计、电导率仪等实验室仪器外，通过引进消化吸收后，在在线水质分析仪器等方面也有了较大的突破，产品的应用领域也不断地拓展。通过市场细化和产品结构调整，形成了十大系列百余个品种的仪器及其相配套的传感器 近年的销售收入和利润增长幅度保持在10%，市场占有率名列前茅。 　　2003年12月，在雷磁50周年庆典之计，朱良漪先生为雷磁题词：“历经沧桑跌宕起伏半世纪，秉承专长努力拓宽创新，无愧为中国分析仪器企业第一家”。2009年10月，精科公司电化学产品部搬入了宽敞明亮的新厂房 中国仪器仪表行业协会秘书长李跃光先生在庆典仪式上致辞并预祝雷磁“创百年老字号，树中华名牌。”　　 　　2007年起，“雷磁”电化学仪器连续获得了上海市名牌称号 　　通过严格贯标、抓产品质量、抓诚信服务，“雷磁”牌连续两次获得“上海名牌”等荣誉称号，雷磁事业部2007年11月被评为“上海市装备制造与高新技术产业自主创新品牌”单位、2009年被中国水网誉为“水业用户满意设备品牌”。 　　二、 注重自主创新，确定重点战略目标，取得长足进步 　　“以自主创新不断推出新产品来取胜”，是精科公司常务副总经理兼雷磁电化学仪器事业部总经理汤志东先生多年的口头禅 每个员工都熟谙这句口头禅的含义：一个企业，如果没有自主创新的能力，很难在市场上立足，甚至被市场抛弃 所以，雷磁事业部从领导到生产员工都不敢松懈自己的工作，注重工作创新。 　　雷磁事业部通过深入了解市场、用户的需求，制定科学的发展战略，并且深入宣传发展战略，努力增强员工的责任感、使命感。十年前，雷磁事业部提出了“做优实验室仪器、做强在线监测仪表、做精电化学传感器”的战略目标 其后新品开发速度不断加快，每年有10多个项目的立项，同时抽出技术力量对所有传统产品进行技术革新，保持产品的竞争力。 　　近年来，雷磁事业部在注重自主创新、制定科学的发展战略、保护自主知识产权和提高核心竞争力方面取得了不俗的成绩并成功推出了一系列非常有市场竞争力的产品，如：DWG-8002A型氨氮自动监测仪获得“2008年度优秀产品奖” ZDJ—5自动电位滴定仪等产品获得自主创新奖 PXSJ—226离子计、COD—580型COD在线检测仪等新品投放到市场便受到用户的青睐，销售量逐年上升。上述产品代表了“雷磁”牌电化学仪器的技术水平和智能化程度，保持了国内行业的领先地位，有的接近或达到国际先进水平。 　　雷磁电化学仪器事业部常务副总经理姚元忠(左一)、总工程师殷传新(左二) 介绍雷磁产品发展情况 　　三、 技术先进、门类齐全、形成电化学实验室仪器龙头 　　在自主创新的同时，雷磁积极跟踪、分析国际电化学仪器发展趋势，结合开发团队具备的电子、机械、软件、化学分析等方面的综合能力，制订了新产品发展目标，提出了以同行美国哈希公司和德国E+H公司为标杆，用坚持自主创新来实现雷磁事业部“做优、做强、做精”战略目标，打破国内高档电化学分析仪器市场和环保仪器市场被进口仪器“主宰”的格局。雷磁电化学仪器全面向智能化、信息化、模块化、系统化、和网络化方向发展。主要产品系列涉及PH计、电导率仪、自动滴定仪、离子计、溶氧仪、浊度仪等，产品不但满足国内用户的需求，还远销东亚、西亚、东欧、南美、北美等地区。　　 　　中国的第一支PH玻璃电极诞生于雷磁，经过雷磁几十年的努力，目前形成传感器的种类有PH复合电极、参比电极、离子电极、金属电极、溶解氧电极等多个品种，由传感器分公司专业制造。 　　PHSJ-5型实验室pH计，采用了高精度A/D转化芯片，配置了精密级pH电极、参比电极和温度传感器，确保了仪器具有0.001级pH的测量精度。该仪器可自动识别五种标准溶液、自动温度补偿、自动校准、自动计算电极百分理论斜率　　 　　DZS-708多参数水质分析仪，可同时测量mV、pH/pX、离子浓度、电导率、TDS、盐度、溶解氧、饱和度、温度，随机提供了多种常用的离子模式如：H+、Ag+、Na+、K+、NH4+、Cl-、F-、NO3-、BF4-、CN-、Cu2+、Pb2+、Ca2+等。有三种测量模式：连续测量模式、定时测量模式和平衡测量模式　　 　　ZDJ-520在线自动滴定仪具备自动判断滴定终点，能够进行pH、ORP、沉淀和络合滴定分析，可以自动温度补偿、自动标定和自动添加调节试剂，自动清洗及补液以及故障自诊功能。该仪器获得了“2008年度科学仪器优秀新产品”奖 　　四、 关注环境健康，发挥自身优势，大力发展在线自动监测仪器 　　如今，“低碳经济”已经是国内和国际发展的主流意识，环境健康、人类健康受到了前所未有的重视 雷磁未雨绸缪，积极调整方向，大力发展在线自动监测仪器。主要产品有在线COD环保监测仪、在线多参数水质监测仪、氨氮监测仪、污水溶解氧监测仪、工业PH/ORP计等产品。除了雷磁环保工程分公司运营环保仪器外，2010年雷磁又专门成立了在线仪器销售科，力推在线仪器的销售，为用户提供绿色仪器，满足顾客需求。　　 　　COD580在线水质监测仪，采用电化学氧化(羟基电极法)测量水中的COD值，仪器使用硫酸钠和葡萄糖溶液，无需重铬酸钾及浓硫酸等危险、有害的化学物质，通过信号输入同时可显示COD、温度、pH、流量，非常适合在线快速测量，以及远程控制 　SJG-203A型溶解氧分析仪主要用于自来水厂源监测、水产养殖、城市污水处理厂等　　 　　DWG-8002A型氨氮自动监测仪，仪器采用氨气敏电极法在线监测水中的氨氮浓度，能广泛应用于对工业废水、生活污水、地表水等的监控。试剂消耗量少，运行成本低　 　　对于新推出环保仪器的销售情况，雷磁一线装配工人称目前“销售等着要，我们需要加班加点来完成”，今年四、五月份，雷磁生产的COD-580在线水质监测仪和DWG-8002A型氨氮自动监测仪订单比去年同期增加了一倍多。 　　五、 愿景 　　面临新的市场需求，雷磁将继续发奋努力，抓住机遇，面对挑战，以公司“诚实、责任、顾客、团队、进取”的核心价值观和雷磁“务实、创新、求精、致远”的企业宗旨，“为提高人们的生活质量，提供高科技产品和优质服务”，实现企业稳定、健康、有效、持续的发展，进一步提升国产电化学仪器的水平。 　　本专题将对上海精科其他仪器部门的报道也会陆续推出，敬请期待。 　　附录：上海精密科学仪器有限公司 　　http://spsic.instrument.com.cn 　　http://www.spsic.com/

日本东芝公司(Toshiba)日前宣布研制成功高灵敏度的电化学DNA芯片，这种芯片能够在非常低的浓度下检测DNA。 这款新型芯片集成了目前广泛使用的半导体电路技术之一的CMOS电路及传感器，是对东芝先进DNA芯片系列产品及相关技术的最新补，可迅速投入的应用包括抗癌药物的易感性分析及用于疾病起因的预防性诊断的健康监测。 东芝在2001年10月推出其第一款电化学DNA芯片，采用原始的电流检测方案，用于支持感染肝炎病人单个治疗方案的研制。该芯片能调查单个病人的治疗疗效和副作用。这项研究涵盖六个领域的疾病：肺结核、消化紊乱、抑郁症(ademonia)、高血脂症、心脏停搏(Cardiac Arrest)及癌症等。同年，东芝还针对风湿病患者推出了DNA芯片。根据基因数据，东芝此次推出的新的DNA芯片能测定药物疗效和副作用的可能性，以及与病人可能出现的并发症。

为广泛征求用户的意见和需求，了解中国科学仪器市场的实际情况和仪器应用情况，仪器信息网自2008年6月1日开始，将用一年半的时间对不同行业有代表性的“100个实验室”进行走访参观。 2008年7月30日，仪器信息网工作人员专程前往长春参观访问了本次活动的第七站：国家电化学和光谱研究分析中心。 　　国家电化学和光谱研究分析中心于1990年由中科院汪尔康院士发起成立，行政上隶属于中国科学院长春应用化学研究所，业务上受科技部条财司指导。中心具有一批富有经验的资深研究人员及年轻博士、硕士组成的研究及测试队伍。其中有院士2人，6人为国外院校博士学位获得者，所有研究员都有在国外中长期工作的经历。研究分析中心成立以来在分析和研究领域多次获奖，其中国家自然科学奖一项，国家科技进步奖一项，国际奖一项、中国科学院自然科学奖五项，科学技术进步奖三项、省级奖四项、行业奖十项。共发表论文超过1500篇，其中60%以上为国际刊物，有很强的测试和研究能力。 中科院长春应用化学研究所 国家电化学和光谱研究分析中心 　　从该中心的名称上看，似乎是以电化学和光谱类仪器为主，但实际上该中心的各类仪器配置非常全，拥有光谱(原子吸收、红外、拉曼、紫外、ICP等)、色谱(气相、液相)、质谱(气质联用、液质联用、ICP-MS、Maldi-TOF-TOF等)、核磁、顺磁、能谱、元素分析、热分析、X射线、电镜、试验机等很多种类的大中型精密分析仪器，可进行材料的化学组份的定性定量分析、物质的结构分析和物性测试等全套分析测试工作。 　　该中心的一些有特色的大型仪器有： 　　布鲁克公司的600M超导核磁共振谱仪：主要应用于生物大分子溶液结构研究、多肽/皂甙/多糖等天然药物的分子结构和序列研究、中药复方的活性成分及作用机理研究、药物合成与手性合成NMR研究、中草药活性成分筛选及新药开发、有机高分子材料以及高性能高分子材料的凝聚态结构研究。 布鲁克公司的600M超导核磁共振谱仪 　　Thermo-Fisher公司的 ESCALAB 250光电子能谱仪：主要应用于元素定性定量分析、有机官能团定性定量分析、无机物/有机物/聚合物表面组成测定、固体表面的吸附作用、催化剂载体/活性/衰老/中毒测试研究、无机/有机/高分子化合物的元素价态和结构鉴定、含氮/硫/碳/磷等污染的化合物状态分析。 Thermo-Fisher公司的 ESCALAB 250光电子能谱仪 　　FEI公司的XL30场发射环境扫描电子显微镜：主要应用于各种条件下的样品的表面形貌和粒径大小的观察和测量，最高分辨率可达3nm，同时还配有EDAX能谱仪、高低温台、拉伸台等配件，可以对所观察视野范围内的元素进行定性、定量及分布观察和形貌的动态观察。 FEI公司的XL30场发射环境扫描电子显微镜及EDAX能谱 　　INSTRON公司5869型材料试验机：最大载荷为5吨，可进行各类材料的拉伸、弯曲、剪切和压缩等实验，测定各类材料的力学性质。 INSTRON公司5869型材料试验机 　　布鲁克道尔顿公司的autoflex III MALDI- TOF/TOF质谱仪：主要应用于高分辨多肽、蛋白生物标记物发现、鉴定和验证、MALDI分子成像、研究多肽和蛋白质在组织样品中的分布、高成功率的蛋白质鉴定、功能基因组学等研究 布鲁克道尔顿公司的autoflex III MALDI- TOF/TOF质谱仪 　　在参观的过程中，仪器信息网还发现中心新购进了一台布鲁克的D8 Advance X射线衍射仪，正在进行安装，该仪器可用于定性和定量相分析、带介质和无介质条件下的衍射分析、粉末样品的晶体结构解析、微晶尺寸分析、微应变分析、残余应力分析以及择优取向分析。 布鲁克D8 Advance X射线衍射仪 　　国家电化学与光谱研究分析中心通过了实验室认可和CMA计量认证，获得国家认监委和国家技术监督局颁发的实验室认可和计量认证的证书，因此中心除了进行研究外，还开展对外测试服务，多年来为科研、生产、环保、医疗卫生、出口贸易和公安侦破等部门承接大量的分析测试任务，样品涉及无机、有机、生物、冶金、石化、环境等广泛领域， 2001到2007年，中心总测试样品数 36.5万个,对外测试服务样品占了10%，据中心主任徐经纬博士介绍，该中心的仪器开机率是国家各类中心中最高的，在参观过程中，仪器信息网也发现很多实验室里样品都排着长队等待测试。 　　除以上分析仪器可进行的各种常规测试服务外，依托雄厚的技术力量，该中心可提供的特色测试服务有： 　　1、有机化合物和药物性质的测定：包括测定有机化合物，特别是药物的分子式、精确分子量、分子结构，包括空间构型。帮助制药企业进行新药申报的结构确证，产品和原材料的质量控制。 　　2、各类物质的化学成分的测定。即各类物质的化学元素的组成。这些物质包括土壤岩石，金属合金，稀土材料，食品、生物制品、药品和高分子材料等。 　　3、高分子材料性质的测定。包括高分子材料的化学、力学和热力学性质。例如分子量分布，玻璃化转变温度，泊松比等。 　　4、未知物分析。对各类未知样品，进行定性定量分析。即样品中所含的成分的名称、结构和含量等。 　　5、帮助企业的生产建立分析方法，分析实验和生产中的各类现象和原因 　　国家电化学与光谱研究分析中心主任徐经伟博士为仪器信息网此次拜访提供了很多便利，全程陪同我们参观而且做了详细的介绍，在此表示衷心的感谢。 　　附：国家电化学和光谱研究分析中心联系方法: 　　地址:长春市人民大街5265号 邮政编码:130022 　　主任：徐经伟研究员 电话：0431-85262643

近期，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所仿生功能材料与传感器件研究中心&ldquo 973&rdquo 首席科学家刘锦淮研究员和中科院&ldquo 引进海外杰出人才&rdquo 黄行九研究员领导的课题组研究人员在探索砷(III)电化学检测影响机制上实现新突破。 　　长期以来，实现复杂环境中砷(III)稳定高效的电化学检测是困难且重要的问题。因其他离子如汞（II）、铜（II）和天然有机物等产生的干扰，一直是研究人员特别关注的问题。而此前的诸多报道对干扰的影响机制研究甚少，缺乏理论及实验依据。 　　合肥研究院智能所研究人员从实际应用的角度出发，依托内蒙古托 克托县兴旺庄村地下水为背景，借助于光谱法深入研究了腐植酸和铁(III)对砷(III)的电化学信号的影响。研究结果表明，腐植酸可以和水中砷 (III)发生络合，从而影响到检测信号；而铁 (III)的存在可以更强的作用力与腐殖酸结合，消除腐植酸与金电极或者As(III)的结合，从而实现砷(III)稳定高效的电化学检测。研究论文发表 在环境类期刊《危险材料》上（J. Hazard. Mater. 2014, 267, 153）。评审人认为&ldquo 相对于砷(III)的检测，该工作对干扰物对电化学信号的影响提出了比较深刻的理解&rdquo ；&ldquo 该工作具有新颖性，并且对消除这些对砷分 析产生影响的腐植酸的新的可能性带来一种思路&rdquo 。 　　近几年来，该课题组研究人员一直致力于探索纳米材料在电分析行为与吸附性能的相关性。 对此，他们利用氨基功能化氧化石墨烯和多孔双金属氧化物（氧化铈-氧化锆）纳米微球探究了水中重金属如砷(III)、砷(V)、钴(II)的吸附性能。相 关研究深入论证了表面官能团对去除重金属的重要作用。该研究成果也以全文发表在《危险材料》上（J. Hazard. Mater. 2013, 260, 498；J. Hazard. Mater. 2014, 270, 1）。 　　以上研究工作得到了国家重大科学研究计划项目、中科院&ldquo 引进海外杰出人才&rdquo 百人计划项目以及合肥物质科学技术中心方向项目等的支持。

西北工业大学副教授赵廷凯和该校教授李铁虎等人对采用电化学方法简单快速检测三聚氰胺进行了深入研究，为三聚氰胺的快速准确检测提供了新思路。研究成果近日发表于国际期刊《电化学会志》。 　　赵廷凯向《中国科学报》记者介绍说，目前三聚氰胺的检测主要采用色谱法、质谱法和荧光法。这些方法在一定条件下可以检测三聚氰胺，但存在灵敏度低、前期处理复杂、耗时长等问题。而电化学方法具有简单快速、灵敏度高、准确等特点。同时，使用碳纳米管与壳聚糖纳米复合材料作为电极材料来检测三聚氰胺，具有实际应用前景。 　　据悉，近年来，李铁虎团队对碳纳米管及复合材料的制备工艺进行了系统研究，为其进一步在电化学、生物医药、航空航天领域的实际应用打下了基础。 　　研究人员结合碳纳米管的巨大比表面积和壳聚糖的高溶解性及吸附活性，制备出了碳纳米管与壳聚糖的纳米复合材料。用涂覆在玻碳电极上的该纳米复合材料检测三聚氰胺，检测极限达到3×10-9摩尔/升，比目前使用的传统检测方法提高了近一个数量级。同时，该方法简单环保，无需前期处理且速度快，检测仅需2分钟，为在乳制品或食品中三聚氰胺的简单快速检测提供了试验依据。 　　事实上，赵廷凯等人在最近的实验中已得到接近10-10摩尔/升的三聚氰胺检测极限。赵廷凯表示，利用该研究制备出的碳纳米管复合材料作为涂层，在普通电化学测试仪器上即可进行三聚氰胺检测，检测成本低。

2009年11月23日，上海三信仪表厂在北京德宝饭店举办了一场《电化学仪表的应用和销售》讲座，邀请了北京23家销售公司共40位嘉宾出席。 　　讲座由上海三信仪表厂总经理吴旭明先生主讲，他以详细的数据分析了电化学仪表行业的发展和现状，提出了“第四代电化学仪表”的概念。详细介绍了三信仪表厂生产的三大系列新产品——MP500系列台式电化学仪表、SX700系列便携式电化学仪表和SX600系列笔式测量仪的性能，以图表对照的方式，比较了国内外同类仪表的性能、配置和价格，使同类产品的性价比一目了然。最后，他从电化学仪表的行业本质提出了销售员必须掌握的应用知识和基本技能要求，进而归纳了对电化学仪表制造商的基本要求，国内电化学仪表制造商供应能力一览表和三信厂独家提供的产品一览表。 　　讲座历时三个小时，但与会者始终全神贯注，认真听讲，这在一般的讲座中是很少见的。笔者在休息时间询问了几位与会的感觉，他们一致反映内容详实，通俗易懂，实用性强，很有收获。确实，吴旭明先生以其20年来的研究制造电化学仪表和电极的丰富经验，以幽默风趣的语言深入浅出的讲解，吸引了与会者的注意力，整个讲座过程，配置了大量制作精致，图文并茂的PPT画面和视频。讲座休息期间与会者代表参观了三信仪表厂展示的部分产品，并进行了一些交流，他们对三信厂的电化学仪表产品表示出了极大的兴趣和欣赏。 　　上海三信仪表厂成立于1991年，是国内著名的电化学仪表制造商，具有全面的研发和制造能力。产品内容包括了仪表、电极和校准溶液 产品种类包括了pH,电导率，离子浓度和溶解氧，以及具有独创性的水质硬度测量仪。三信厂的仪表和电极已批量出口到许多国家，同时该厂十分注重新产品的开发，已经制订了2010年共计5大类电化学产品的开发计划。讲座结束后，与会代表以热烈的掌声表达了对会议组织者的感谢和期望。

多年来，华南理工大学叶建山教授一直从事纳米电化学、传感器及生物传感器和电化学分析仪器等方面的研究工作，2001年至2006年间任职于新加坡国立大学，回国后任华南理工大学化学科学学院教授的同时，创建了广州盈思传感科技有限公司，并研制出国际领先、国内第一套拥有自主知识产权的高精度便携式重金属检测系统等高端设备和传感器。 华南理工大学叶建山教授 　　叶建山教授不但是电化学传感器技术研究的资深专家，也是一家分析仪器企业的创始人。我们相信，拥有这两个不同身份的叶建山教授，对于电化学传感器这一学科的发展历程、现今热点乃至未来发展趋势，以及该技术的产业化等必然有着自己独特的视角以及看法。为此，仪器信息网于近期采访了叶建山教授。 “纳米材料传感器与电化学仪器的结合，是目前研究热点” 　　Instrument：首先请您为我们介绍一下，电化学传感器发展过程中经历了哪些里程碑式进展? 　　叶建山教授：电化学传感器用来测定目标分子或物质的电学和电化学性质，从而进行定性和定量的分析和测量。电化学传感器的发展具有悠久的历史，它的基本理论和技术发展与电分析化学密切相关，最早的电化学传感器可以追溯到20世纪50年代，并随着微电子和材料加工技术不断更新而发展。 　　1959年，捷克科学家海洛夫斯基发明伏安分析法而获诺贝尔化学奖。伏安法之一的极谱法，可以区分不同价态的金属离子或键合态及游离的金属离子，因此可以对生物利用率和重金属毒性进行评估，使其成为环境分析所必须的技术。电极是伏安法仪器的核心部分，因为电极材料的限制，造成灵敏度低、检测时间长、操作较复杂或重现性差等缺陷，使得伏安法没有获得广泛的应用。 　　20世纪60年代离子选择性电极及酶电极相继问世，电化学传感器进入了稳定发展时期，在环境监控、医药分析、在线分析等方面获得广泛应用。20世纪70年代，科学家利用化学修饰电极，改变电极表面结构以控制电化学过程，标志着电化学传感器的功能化修饰和控制进入分子水平。 　　近年来，随着纳米材料科学和微电子技术的快速发展，新原理、新技术、新材料和新工艺的广泛采用，传感器在小型化、微型化、智能化方向得到了日新月异的发展，具有特殊性能和优点的电化学传感器不断涌现并进入实际应用。在欧美，伏安法已经取代了传统的原子吸收法大量应用于医药、生物和环境分析领域。 　　Instrument：目前，国内外电化学传感器的研究热点与难点都集中到哪些方面? 　　叶建山教授：目前，采用纳米技术，提高电化学传感器的选择性、灵敏度和多目标同时测定，成了国内外研究热点，具体地说，集中在碳纳米管和石墨烯传感器的制备和产业化。 　　碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，世界各国均在其制备和应用方面投入大量的研究开发力量，期望能占领该技术领域的“制高点”。碳纳米管传感器是目前纳米传感器的最重要平台，在航天、机械、仪器仪表、汽车制造、油气勘探、电子工程及医疗器械行业都有广泛用途，并已经成为相关技术发展的基础条件。而石墨烯的出现，要比碳纳米管更晚，但在近几年已经超越了碳纳米管成为国际新热点。 　　纳米材料传感器与电化学仪器的结合之所以成为热点，主要还是因为在构建物联网的成本和运营方面，比光谱类仪器有巨大的优势。随着新型功能化纳米材料的不断涌现，电化学传感器的一些缺陷将被克服，并在工农业、环境监控和医疗领域展示其应用价值，尤其是在新型的物联网建设中，可以应用到生命科学、环境、健康、国防等众多领域。 　　Instrument：目前，国内重金属污染事故频发，电化学传感器技术在重金属检测中又有哪些独特优势? 　　叶建山教授：近年来，重金属污染事故频发，造成了严重的环境污染和经济损失。各级政府对重金属污染的监控和治理十分重视。其中，重金属分析，特别是重金属污染事故的快速跟踪监测技术，一直是人们关注和研究的课题。 　　目前检测重金属的技术主要有光谱法和电化学法，光谱法包括AAS、ICP-MS、ICP-AES、AFS等 电化学法包括伏安法、极谱法、电位分析法等。这些方法在不同的领域和检测环境需求中发挥各自的优势。电化学传感器技术属于电化学法，在重金属检测中具有独特特点和优点，包括： 　　(1)便携和低成本 　　随着微电子技术和纳米材料科学的快速发展，电化学传感器朝着微型化和智能化发展，在重金属检测中具有便携和低成本的明显优势，特别是应对重金属突发事故，可以现场进行监控，而且其使用和维护成本比较低。 　　(2)操作简单、选择性好、灵敏度高和多元素同时检测 　　纳米材料，比如碳纳米管、金纳米颗粒等，处于宏观体系和微观体系之间的过渡区域，是由数目极少的原子或分子组成的原子群。这一结构特征使纳米材料具有独特的微尺寸效应、表面效应和量子效应，表现出不同于宏观材料的电化学催化、特殊电子转移性能等。纳米材料在电化学传感器的广泛应用，使电化学传感器在重金属检测中具有操作简单、选择性好、灵敏度高和多元素同时检测的优点，极大的拓宽其在重金属离子监测的应用范围，在重金属痕量分析方法中占有越来越重要的地位。 “物联网技术，或将是电化学传感器获得大发展的契机” 　　Instrument：请您谈谈电化学传感器的未来发展前景? 　　叶建山教授：电化学传感器具有十分广阔的市场，仅经典的pH传感器，每年全球的市场近100亿美元，另外一种电化学传感器--血糖仪，其市场规模也达到50亿美元以上。随着无线技术、微电子技术和纳米材料的快速发展，电化学传感器在许多领域将获得前所未有的机会，尤其在环境监控、食品安全和原材料质控等领域将有着极广泛的应用前景。 　　国家在“十二五”规划发展期间，环保设备和监控领域的市场达5000亿元，并且以每年15%的速度增长。可以预见，利用新技术和新材料，紧密结合中国的市场实际，开发简单、实用、自动化、免维护的传感器，在水质、大气、工业过程监测和健康监控领域将具有十分广阔的市场。 　　Instrument：请介绍一下您在电化学传感器领域的相关研究成果情况? 　　叶建山教授：我多年来主要从事高灵敏度和高选择性的电化学传感器研究。在新加坡国立大学工作中，主要研制基于碳纳米管等材料的电化学传感器等高端传感器，并参与了新加坡国立大学、新加坡国防科技局和美国麻省理工学院联合的新型纳米传感器和生物传感器等国际领先的研发项目。例如，我们发现，利用强氧化的方法，打开碳纳米管的头部，将功能化基团修饰在碳纳米管的表面，大大提高了碳纳米管的电催化作用和加快电子传递速度，成功发展了阵列微传感器。同时，我们还研制了一系列电化学传感器配套仪器。　　此外，我们还在石墨烯传感材料和传感器研发方面取得了国际领先的进展。石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料, 其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质。过去几年中, 石墨烯开始超越碳纳米管成为备受瞩目的国际前沿和热点，是新材料和凝聚态物理等领域的新增长点，发现者因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。相应的各国投入了大量的科研力量到石墨烯的研究和产业化工作中，而我们也已经掌握了合成石墨烯纳米材料的多项核心技术。 　　Instrument：请谈谈此次广州开发区政府给予1500万资助的“物联网中的微纳米环境监测系统”项目前景、目前进展以及预期目标情况? 　　叶建山教授：物联网是“十二五”期间我国重点发战略性新兴产业之一。据不完全了解，目前全国已有28个省市将物联网作为新兴产业发展重点之一。广东省政府2010年12月发布了《关于加快发展物联网建设智慧广东的实施意见》，《广州市“十二五”信息化发展规划》也计划5年内广州物联网产业产值将达千亿元。《物联网“十二五”发展规划》明确提出加快推进重点行业和重点领域的物联网先导应用。 　　我们“物联网中的微纳米环境监测系统”项目希望抓住这个契机，为我国物联网产业做出自己的贡献，也使企业有飞跃式的发展。和3G网络结合，我们计划构建全面的智慧型环境和健康监测无线传感网，实现检测的远程传送、反馈、监控。 　　传感器处在物联网金字塔的塔座，所以我们项目重点发展的基于碳纳米管和石墨烯的纳米传感器，致力于研究、开发和制造基于新型纳米传感器的环境保护、分析测试等领域的高端产品，如pH传感器、气体分子传感器、分子传感器和水体毒性传感器等，从而提供全面、专业的环境和健康应用解决方案及服务。 “众多科研成果急需产业化，国外先进理念值得借鉴” 　　Instrument：据了解，您在回国后创建了广州盈思传感科技有限公司。有了自己的公司，那么您的科研成果产业化就有了很好的途径，请您介绍一下这方面的情况? 　　叶建山教授：这些年来，公司利用纳米科技自主研发了高灵敏度和选择性的重金属传感器，掌握了重金属监控的核心关键技术。该传感器具有选择性好、所需试样少，且操作简便的优点，其测定结果与ICP-AES所测结果相比，具有非常好的一致性。国际上，同类产品与我们达到同一技术水平的只有一、二家外国仪器公司。 IGS10M系列重金属便携式检测系统 　　公司目前已产业化生产便携式重金属检测系统、台式和在线式重金属检测系统，并获得了国家计量认证，进入重金属环境监控市场，取得了良好的经济和社会效益。 　　公司充分发挥在纳米材料和电化学领域的长期积累，开发出了若干具有国际领先水平的在线和便携式水常规监测仪器。例如，我们的便携式和在线COD监测仪，采用独有的纳米羥自由基电极法，既不外加氧化剂,也不加热消解水样，测定过程无需校正，极大缩短了分析流程，还克服了传统方法中“二次污染”的问题，代表了COD测定方法的突破。采用羥自由基电化学传感器的便携式COD仪器，国际上仅有盈思公司拥有，技术国际领先，在环境监控领域已得到较广泛的应用。 　　此外，公司的水中持久性有机污染物(POPs)电化学自动在线检测平台、氰化物自动监测仪及生物毒性预警监控设备也已基本完成产业化前期的研发工作。这几种仪器都是我国急需的，列入了《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》(2011年版)。 广州盈思传感科技有限公司研发部 　　Instrument：请谈谈您在创业过程中所面临的困难与挑战? 　　叶建山教授：在创业的最初几年，我们团队专注于技术研发和做好、做精每一个产品，忽视了企业的商业运作，对于国内的政策和环境也了解得不够，在“做”企业的思路上没有很快适应国内的要求。 　　我本人作为一个专注技术领域的科研人员，企业经营和管理不是我的强项。在国内往往要求科技企业的创业者，至少在早期是全能型选手，即要有较强的科研能力，也要能够把握外部资源并有效运用。我们有很好的产品和技术，但是当重大的市场机会出现时，企业往往缺乏抓住市场机遇的能力，所以要求我们去学习很多以前不了解的东西，找准发力点。 　　Instrument：您在新加坡学习工作了5年多，请谈谈新加坡在科研成果产业化方面都有哪些经验值得我们国内借鉴? 　　叶建山教授：新加坡的科技创新能力很强，在世界各机构和媒体的排名中，都稳居前五。其政府对科技扶持力度强，大量投入科研资金并对资金使用进行科学管理，整个国家研发投入在GDP中的比重达到了3%，科研以实用技术为主，强调科技创新和科研成果商业化。 　　新加坡的科技体系很开放，通过国家的资金、软硬环境，建立了大批的国际一流研发基础设施，从而引来众多的跨国公司和国际专家。以国防领域为例，国立大学获得约4%的国防经费用于研发，相关机构又与澳大利亚、法国、以色列和美国等国防科技发达的国家建立了大规模的国防科技合作关系。 　　如果总结一下特点，我觉得可以概括成：基础设施好、科研资金充足、发展方向明确、法律环境优异、开放合作等等。中国在很多方面，都在借鉴国外的先进理念和做法，虽然有个时间差，但一定会有后发优势。 采访现场 　　撰稿编辑：刘丰秋 审校：王海 　　附录：华南理工大学叶建山教授简介 　　叶建山，1990年在华东师范大学化学系获得学士学位，1993年获得硕士学位，1999年获得香港科技大学化学系博士学位，2000年至2001年在香港大学医学院从事博士后研究，2001年至2006年在新加坡国立大学生物科学系任研究员，2006年至今为华南理工大学化学科学学院教授。目前主要从事纳米电化学、传感器和电化学分析仪器等方面的研究工作。