Avaliação do dopado com boro Diamante Eletrodo de Qualidade e Aplicação de<em> In Situ</em> A modificação de pH local pela eletrólise da água

Escolha do material de eletrodo é de grande importância na realização de qualquer estudo eletroanalítico. Nos últimos anos, sp ³ carbono (diamante) dopado com boro suficiente para tornar o material "metal-like" tornou-se uma escolha popular para uma ampla gama de aplicações eletroanalíticas devido à sua excelente eletroquímica (e térmicas e mecânicas) propriedades ^{1,2 , 3.} Estes incluem a resistência à corrosão sob extremas solução, temperatura e pressão condições ^{4 Windows} solventes ultra-largas, baixas correntes de fundo, e reduziu a incrustação, em comparação com outros materiais de eletrodo comumente usados ^​​5-7,3. Entretanto, o aumento não-diamante-carbono (NDC: sp ²⁾ resulta de conteúdo em uma janela solvente diminuindo, aumentando ^7,8 correntes de fundo, mudanças tanto na integridade estrutural e sensibilidade para diferentes espécies esfera redox internas, por exemplo. oxigénio ^9-12.

Nota para assimme aplicações, presença NDC é visto como vantajoso ^13. Além disso, se o material não contém boro suficiente irá comportar-se como um semi-condutores do tipo p e mostram uma reduzida sensibilidade a espécie redox na janela potencial redutora, onde o material é mais empobrecido de portadores de carga ^7. Finalmente, a química da superfície de diamante dopado com boro (BDD) pode também desempenhar um papel na resposta observada electroquímica. Isto é especialmente verdade para as espécies esfera interna que são sensíveis à superfície química e diminuir diamante dopado em que um átomo de hidrogénio (H -) – superfície terminada pode fazer um eletrodo semicondutor BDD aparecer "metal-like" ^7.

Para aproveitar as propriedades superiores de BDD, é frequentemente essencial que o material é suficientemente dopado e contém tão pouco quanto possível NDC. Dependendo do método adotado para crescer o BDD, as propriedades podem variar ^14,15. Este artigo sugere um primeiro-primas e um eleitoguia protocolo caracterização rochemical para avaliar BDD eletrodo adequação antes do uso (ou seja, de boro suficiente, minimal NDC) e, em seguida, descreve um aplicativo baseado em localmente mudando pH electroquimicamente usando o eletrodo verificou-protocolo. Este processo aproveita a capacidade de resistência da superfície da NDC-livre BDD à corrosão ou dissolução sob aplicação de extremos aplicado potenciais (ou correntes) por longos períodos de tempo. Em particular, a utilização de um eléctrodo de BDD para gerar protões estável ^(H +) ou hidróxido (OH ^-) fundentes devido à electrólise (oxidação ou redução, respectivamente) de água na proximidade de um segundo (sensor) ^16,17 é aqui descrito.

Deste modo é possível controlar o ambiente do sensor de pH de uma maneira sistemática, por exemplo, para experiências de titulação de pH, ou para corrigir o pH a um valor em que o processo electroquímico é mais sensível. Este último é especialmente útil paraaplicações em que o sensor é colocado na fonte, por exemplo, rio, lago, o mar e o pH do sistema não é óptimo para a medição electroquímica de interesse. Dois exemplos recentes incluem: (i) a geração de um baixo pH localizado, numa solução de pH neutro, para a electrodeposição de mercúrio e de extracção ^17; Observação O BDD é um material preferido para a electrodeposição de metais devido à janela catódica estendida ^9,18,19. (ii) Quantificação de forma detectável electroquimicamente de sulfureto de hidrogénio, presente a um pH elevado, aumentando localmente o pH de neutro a fortemente alcalina ^16.