离子液体及其在电分析化学中的应用

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1、万方数据第38卷2010年10月分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展ChineseJournalofAnalyticalChemistry第lO期1510—1516DOl：10．3724／SP．J．1096．2010．01510离子液体及其在电分析化学中的应用上官小东1，2汤宏胜1刘锐晓1郑建斌¨1(西北大学分析科学研究所，陕西省电分析化学重点实验室，西安710069)2(宝鸡职业技术学院，宝鸡721013)摘要离子液体由于具有导电性好、电化学电位窗口宽等特点而广泛应用于电分析化学领域。本文综述了2007年至201

2、0年5月间，离子液体在电分析化学领域中的应用情况，引用参考文献lll篇。关键词离子液体；电分析化学；综述1引言1914年，Walden⋯制备了常温下为液态的硝酸乙基胺熔融盐([E3N(NO，)])。1951年，Hurly等[2】合成了见光易分解的室温融盐[BP][AICI，Br]；随后，Chum【31和Wilkes[41等先后报道了熔融盐[BP][A1CI。]，[BMIM][A1CI。]。1992年，Wilkes等”o合成了以二烷基咪唑为阳离子，以[BF4]一、[NO，]一、[CH，COO]一和[SO。]2一为阴离子的一系

3、列亲水性离子液体。直至2001年，离子液体结构可设计M胡1及功能化离子液体一1的出现才使离子液体在各个领域的研究和应用得到了发展¨0l。2003年，Davis等⋯1给出了离子液体的定义：离子液体(Ionicliquids，ILs)指在室温及邻近室温下，完全由大的有机阳离子和小的阴离子组成的呈液态的有机熔盐体系。迄今为止，离子液体已经在清洁燃料、有机合成、催化领域、分离体系及电化学等领域得到了广泛应用。其中，在电化学领域，ILs由于具有诸多独特性质，如良好的导电性、宽达6V的电位窗口以及结构可设计性等，使其在电沉积、电池、电

4、化学合成、电容器、传感器等研究方面受到了青睐¨2

5、，已有多篇综述文章发表¨3-173。本文综述了2007年至2010年5月间，ILs在电分析化学领域的应用进展情况。2离子液体作为溶剂的研究与水和一般的挥发性的有机溶剂相比，离子液体具有非挥发性或“零”蒸汽压、粘度大、电化学窗口宽等独特的性质。因此，在离子液体介质中，研究有机小分子和生物大分子、金属化合物及气体等物质的电化学行具有重要意义。2．1有机小分子的电化学研究与水及其它介质相比，用离子液体作为电解质研究有机小分子的电化学行为具有一定的优越性。Ghilane等[1引在[

6、EMIM][TFSI]体系中，探讨了4-硝基苯重氮盐在碳电极上的电化学还原反应机理。该研究发现，键合在碳电极表面的硝基苯基团可能为单分子层分布；且由于离子液体阳离子的存在，溶液中一部分NO；苯基团转化为NHOH-苯基团。Zhong等¨到使用[BMIM][PF6]，[BMIM][BF4]，[OMIM][PF6]，研究了2．甲基-2一羟基丙醛的电化学氧化行为，提出了可能的电极反应机理。Zhang等啪3在[BMIM][PF6]中通过电化学聚合吡咯制备了聚吡咯GEE电极，研究了抗坏血酸存在时多巴胺的电化学响应。该研究发现，与在水溶

7、液中相比，多巴胺在离子液体中制备的修饰电极上具有更高的氧2009-03-25收稿；2010-05-30接受本文系国家自然科学基金(No．20875076)资助项目·E—mail：zlIengjb@iiwu．edu．cn万方数据第10期上官小东等：离子液体及其在电分析化学中的应用1511化电流。本课题组【211在[BMIM][BF4]中，采用Pt电极研究了碘化物氧化的电化学行为，并用于I一的快速测定。该研究发现，碘化物在[BMIM][BF。]中的平均扩散系数为2．0×10—7cm2／s，此值明显低于碘化物在传统溶剂中的扩散系

8、数值。离子液体作为电解质，具有水及其它介质所不具备的高导电能力，有利于实验结果的测定；但它对实验结果产生影响的原因有待于进一步研究。2．2生物大分子的电化学行为研究在离子液体中，研究生物大分子电化学行为已成为研究热点之一。Wang等旧1在[BMIM][BF。]中，研究了辣根过氧化物酶(HRP)的生物活性、稳定性，实现了HRP、CytC、血红蛋白(Hb)、肌红蛋白(Mb)、过氧化氢酶(Cat)的直接电化学和电催化∞-25]；在[BMIM][PF6]中，研究了固定在单壁碳纳米管(SWNTs)．溴化十六烷基三甲铵表面活性剂复合膜

9、中HRP、Mb、Hb的直接电化学和对H20：、过氧化氢丁酯的电催化影响Ⅲ】。Ding等¨刊在[HEMIM][BF。]．水混合溶液中，研究了Mb在石墨电极上的直接电化学行为。Zanoni等㈣1采用Pt微电极，研究了碱基对腺嘌呤鸟嘌呤在不同离子液体([N配．：．：][N(Tf)：]，[BMIM][PF6]，