Évaluation des dopé au bore Diamant électrode qualité et l'application de<em> In Situ</em> Modification du pH local par électrolyse de l'eau

Choix du matériau d'électrode est d'une grande importance lorsqu'ils procèdent à une étude électroanalytique. Au cours des dernières années, sp ³ carbone (diamant) dopé avec du bore suffisante pour rendre la matière "métal-like" est devenu un choix populaire pour un large éventail d'applications électroanalytiques raison de son excellente électrochimique (et thermiques et mécaniques) propriétés ^{1,2 , 3.} Ceux-ci comprennent la résistance à la corrosion dans la solution, température et de pression des conditions extrêmes ⁴ ultra-larges fenêtres de solvants, faible courant de base, et l'encrassement réduite, en comparaison à d'autres matériaux d'électrode couramment utilisés ^5-7,3. Cependant, l'augmentation non-diamant en carbone (NDC: sp ²⁾ résultats de contenu dans une fenêtre de solvant, ce qui augmente la diminution des courants de fond ^7,8, changements à la fois une intégrité structurelle et sensibilité à l'égard de différentes espèces sphère d'oxydo-réduction, par exemple intérieures. l'oxygène ^9-12.

Remarque pour siMe applications, la présence NDC est considérée comme avantageuse ^13. En outre, si le matériau ne contient pas de bore suffisante, il se comporte comme un type p et semi-conducteur montrer une sensibilité réduite aux espèces redox dans la fenêtre de potentiel réducteur, où le matériau est plus appauvrie en porteurs de charge ^7. Enfin, la chimie de surface de diamant dopé bore (BDD) peut également jouer un rôle dans la réponse électrochimique observée. Cela est particulièrement vrai pour les espèces intérieures de la sphère qui sont sensibles à la chimie des surfaces et de réduire diamant dopé où l'hydrogène (H -) – surface résilié peut faire une BDD électrode de semi-conducteur apparaît "comme le métal-" ^7.

Pour profiter des propriétés supérieures de BDD, il est souvent essentiel du matériau est suffisamment dopé et contient aussi peu que possible NDC. En fonction de la méthode adoptée pour développer la BDD, les propriétés peuvent varier de ^14,15. Cet article propose d'abord un matériel et d'un éluGuide rochemical de protocole de caractérisation pour évaluer BDD électrode aptitude avant de l'utiliser (ie suffisamment de bore, minime NDC), puis décrit une application basée sur le changement de pH localement électrochimique en utilisant l'électrode de protocole-vérifié. Ce processus prend avantage de la résistance de surface du NDC sans BDD vers corrosion ou dissolution en vertu de l'application des extrêmes appliquée potentiels (ou les courants) pendant de longues périodes de temps. En particulier, l'utilisation d'une électrode pour générer BDD stable proton ^{(H +)} ou l'hydroxyde (OH ^-) en raison de fondants électrolyse (oxydation ou de réduction, respectivement) de l'eau à proximité étroite d'une deuxième (capteur) ^16,17 est décrit aux présentes.

De cette manière, il est possible de contrôler le pH de l'environnement du capteur d'une manière systématique, par exemple pour des expériences de titrage pH, ou pour fixer le pH à une valeur où le procédé électrochimique est la plus sensible. Ce dernier est particulièrement utile pourles applications où le capteur est placé à la source, par exemple, rivière, mer et le pH du système ne sont pas optimaux pour la mesure électrochimique d'intérêt. Deux exemples récents comprennent: (i) génération d'un pH faible localisée, dans une solution de pH neutre, pour le dépôt électrolytique de décapage et de mercure ^17; noter BDD est un matériau privilégié pour électrodéposition des métaux due à la fenêtre cathodique prolongée ^9,18,19. (ii) la quantification de la forme détectable par voie électrochimique de l'hydrogène sulfuré, présent à un pH élevé, en augmentant localement le pH de neutre à alcalin fortement ^16.