Charakterizace elektrochemického chování a adsorpce methylviologenu na borem dopovaných diamantových elektrodách v závislosti na úpravě jejich povrchu

Abstract

In this study we focused on the electrochemical and adsorptive behaviour of methyl viologen on electrode of boron doped diamond (BDD) possessing different termination as result of electrochemical or mechanical pretreatment. Namely was performed anodic activation applying +2.4 V in 0.5 mol L-1 sulphuric acid and cathodic pretreatment in the same solution at -2.4 V to obtain predominantly H-terminated surface. While the O- terminated surface is relatively hydrophilic with low surface conductivity, the H-terminated surface is hydrophobic with certain surface conductivity, which results typically in faster heterogenous electron transfer (HET) kinetics. Fast HET kinetics was observed on polished surfaces, that were obtained by polishing with alumina suspension. Methyl viologen (MV), a widely used herbicide, was used as a model compound because its quasireversible redox transformations result in charge changes of the molecule which includes neutral (MV0 ) or positively charged (MV+ , MV2+ ) forms. Adsorption was connected with MV0 form. The pilot experiments were performed in aqueous media using cyclic voltammetry (CV). The results indicate that adsorption of MV occurs not only on H-terminated surface, but also on the polished and O-terminated surface. Adsorption of MV0 was observed on anodic peaks on...

V této studii bylo zaměřeno na elektrochemické a adsorpční chování methylviologenu (MV) na elektrodě z borem dopovaného diamantu (BDD) s různými povrchy připravenými elektrochemickou či mechanickou úpravou. Jednalo se konkrétně o povrch anodicky aktivovaný získaný vložením +2,4 V v 0,5 mol l-1 kyselině sírové. Katodická úprava ve stejném roztoku byla provedena aplikací -2,4 V k získání převážně H-terminovaného povrchu. Zatímco O-terminovaný povrch je relativně hydrofilní s nízkou povrchovou vodivostí, H-terminovaný povrch je hydrofobní s určitou povrchovou vodivostí, která typicky vede k rychlejší kinetice heterogenního elektronového transferu (HET). Rychlá kinetika HET byla také pozorována pro povrch elektrody leštěný suspenzí aluminy. Za modelovou sloučeninu byl vybrán methylviologen (MV), běžně užívaný herbicid, který díky svým kvazi-reverzibilním redoxním přeměnám, které mění jeho náboj, poskytuje neutrální (MV0 ) nebo pozitivně nabité formy (MV+ , MV2+ ). Adsorpce byla pozorována pouze u formy MV0 . Experimenty byly provedeny ve vodném roztoku za užití metody cyklické voltametrie (CV). Výsledky naznačují, že dochází k adsorpci MV nejen na H-terminovaném povrchu, ale také na leštěném a O-terminovaném. U všech povrchů byla pozorována adsorpce MV0 na obou pících anodické oxidace, jejich...