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

基本信息

批准号：
10131265
负责人：
柏村成史
金额：
$ 1.02万
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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10131265/
关键词：
炭素繊維電極酸化硝酸ラジカル親水性修飾電極

项目摘要

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。

通过利用硝酸根离子（NO3-）的电极氧化产生的硝酸自由基（NO3·）对石墨电极和碳纤维电极的表面进行氧化，可以在碳电极表面高效地形成氧官能团和氮。发现可以引入官能团。事实证明，该方法可广泛应用于沥青基碳纤维、PAN基碳纤维、石墨等。他们还通过改变电极的极性成功地将氨基引入碳纤维电极的表面。该方法对于碳纤维电极的表面改性极为有效，特别是作为制造亲水性碳纤维电极的有效方法，并且氧化后的电极表现出高亲水性。此外，还表明还可以利用这些官能团的反应性对碳纤维电极的表面进行化学改性。这些修饰电极的反应性差异很大；例如，发现当使用用羟基修饰的电极进行二苯甲酮的还原偶联时，产物中d,l异构体的比例高于使用未修饰电极时。可见羟基对电极表面的影响是显着的。此外，已经表明，当用空间大的酯基修饰羟基时，偶联产物的比例显着降低，并且简单还原醇的比例增加。