Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Bedömning av bordopad Diamond Elektrod Kvalitet och tillämpning till Published: January 6, 2016 doi: 10.3791/53484
Automatic Translation
1, 1
1Warwick Electrochemistry and Interfaces Group, Department of Chemistry, University of Warwick

Summary

Ett protokoll beskrivs för karakterisering av de viktigaste elektrokemiska parametrar i en bordopade diamant (BDD) elektroden och efterföljande ansökan om in situ pH generation experiment.

Abstract

Bordopad diamant (BDD) elektroder har visat mycket lovande som ett elektrodmaterial där många av deras redovisade egenskaper såsom förlängas lösningsmedels fönster, låga bakgrundsströmmar, korrosionsbeständighet, etc, uppstår från katalytiskt inerta karaktären av ytan. Om emellertid under tillväxtprocessen, blir icke-diamant-kol (NDC) införlivats i elektrodmatrisen, kommer de elektrokemiska egenskaperna förändras när ytan blir mer katalytiskt aktiv. Som sådan är det viktigt att den Electrochemist är medveten om kvaliteten och resulterande nyckelelektrokemiska egenskaperna hos BDD elektroden före användning. Detta dokument beskriver en serie karakteriseringssteg, inklusive Raman mikroskopi, kapacitans, lösningsmedel fönster och redox elektro, för att fastställa om BDD elektroden innehåller försumbar NDC dvs försumbar sp 2 kol. En tillämpning är markerad som drar fördel av den katalytiskt inertaoch korrosionsbeständig karaktären av en NDC-fri yta dvs stabil och mätbara lokala proton och hydroxid produktionen på grund av vatten elektrolys på en BDD elektrod. En metod för att mäta den lokala pH-förändringen inducerad av vatten elektrolys med hjälp iridiumoxid belagda BDD elektroder beskrivs också i detalj.

Introduction

Val av elektrodmaterial är av stor betydelse, när de leder electroanalytical studie. Under de senaste åren, sp 3 kol (diamant) dopat med tillräcklig bor för att göra materialet "metall-liknande" har blivit ett populärt val för ett brett spektrum av electroanalytical tillämpningar på grund av dess utmärkta elektrokemiska (med termiska och mekaniska) egenskaper 1,2 , 3. Dessa innefattar korrosionshärdighet under extrema lösning, temperatur- och tryckbetingelser 4 ultrabreda lösningsmedels fönster, låga bakgrundsströmmar, och minskad tilltäppning, i jämförelse med andra vanligen använda elektrodmaterial 5-7,3. Men ökande icke-diamant kol (NDC: sp 2) innehåll resulterar i en minskande lösningsmedel fönster, ökande bakgrundsströmmar 7,8, förändringar i både strukturell integritet och känslighet mot olika inre sfär redox arter, till exempel. syre 9-12.

Observera såmig tillämpningar NDC närvaro ses som fördelaktigt 13. Vidare om materialet inte innehåller tillräckliga bor det kommer att bete sig som en p-typ halvledare och uppvisar minskad känslighet för redoxspecies i den reduktiva potentialen fönster, där materialet mest utarmade av laddningsbärare 7. Slutligen kan ytkemin hos bordopad diamant (BDD) spelar också en roll i den observerade elektrokemiska svaret. Detta gäller särskilt för inre sfär arter som är känsliga för Ytkemi och lägre dopade diamant där en väte (H -) - avslutade yta kan göra ett halvledande BDD elektrod visas "metalliknande" 7.

För att dra nytta av de överlägsna egenskaperna hos BDD, är det ofta viktigt att materialet är tillräckligt dopad och innehåller så lite NDC som möjligt. Beroende på vilken metod som antagits för att växa BDD, kan egenskaperna variera 14,15. Detta dokument visar först en material och en utvaldrochemical karakterisering protokoll guide för bedömning av BDD elektrod lämplighet före användning (dvs tillräckligt bor, minimal NDC) och sedan beskriver en ansökan baserad på lokalt förändra pH elektrokemiskt med användning av protokollet verifierad elektrod. Denna process tar fördel av ytan motståndskraft NDC fria BDD mot korrosion eller upplösning under applicering av extrema tillämpas potentialer (eller strömmar) under långa tidsperioder. I synnerhet användningen av en BDD elektrod för att generera stabila proton (H *) eller hydroxid (OH -) flussmedel på grund av elektrolys (oxidation eller reduktion respektive) av vatten i nära anslutning till en andra (givare) 16,17 beskrives häri.

På detta sätt är det möjligt att reglera pH-miljö av sensorn på ett systematiskt sätt, t.ex. för pH-titrering experiment, eller för att fixera pH vid ett värde där den elektrokemiska processen är mest känsliga. Den senare är speciellt användbar förtillämpningar där sensorn är placerade vid källan, t.ex. flod, sjö, hav och pH för systemet inte är optimalt för den elektrokemiska mätningen av intresse. Två aktuella exempel innefattar: (i) alstring av ett lokaliserat lågt pH, i en pH neutral lösning, för elektrolytisk avsättning och avdrivning av kvicksilver 17; notera BDD är en gynnad material för elektrolytisk avsättning av metaller på grund av den förlängda katod fönstret 9,18,19. (ii) Kvantifiering av elektrokemiskt detekterbara form av svavelväte, närvarande vid högt pH, genom att lokalt öka pH från neutral till starkt alkaliska 16.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

OBS: BDD elektroder oftast odlas med användning av kemiska ångdeponeringstekniker bundna till en tillväxtsubstrat. De lämnar tillväxtkammaren H-termine (hydrofoba). Om odlas tillräckligt tjock BDD kan avlägsnas från substratet och benämns fristående. Den fristående BDD tillväxtytan är ofta poleras för att avsevärt minska ytfinhet. Rengöring av BDD i sura resulterar i en syre (O) -terminated yta.

1. Acid Rengöring BDD

  1. Placera en bägare av koncentrerad svavelsyra (H 2 SO 4; ~ 2 ml eller tillräckligt djup för att täcka diamant) på en värmeplatta vid RT och sätt i BDD.
  2. Lägg till kaliumnitrat (KNO3) tills det inte längre löser (~ 0,5 g i 2 ml), sedan täcka med ett urglas och värme till ~ 300 ° C, kommer lösningen bli brun när den värmer och kaliumnitrat kommer att upplösas.
    VARNING Var försiktig vid hantering av varm syra!; gummihandskar, säkerhets gLasses och labbrock ska bäras och denna process bör ske i ett dragskåp.
  3. Låt värma minst 30 minuter eller tills det inte längre finns någon brun färg till lösningen, sedan stänga av kokplattan och låt lösningen svalna till RT.
  4. Släng syran genom att späda i RT vatten och skölj BDD med destillerat vatten.
  5. Mät kontaktytan vinkeln, se avsnitt 1.2. Hydrofob (H-terminerad) 20,21 elektroder har rapporterat kontaktvinklar i intervallet 60-90 ° 3, vilket avsevärt minskar eftersom ytan görs hydrofil genom O-terminering.
  6. (valfritt alternativ metod) För mycket tunna filmelektroder (fäst till växtsubstratet och för att undvika filmdelaminering med användning av ovanstående behandling), tvätta en gång med 2-propanol och två gånger med avjoniserat vatten i ett ultraljudsbad. Sedan anta en av de följande tre rengöringsmetoder (1) anodiskt polarisera diamant för 30 minuter vid 10 mA cm 22; eller (2) anodiskt polarisera diamant för 20 min vid 10 mA cm -2 i en M salpetersyra, därefter katodiskt polarisera vid 10 mA cm -2 under ytterligare 20 min i samma lösning 23 eller; (3) cykeln diamanten mellan 2 V i 0,1 MH 2 SO 4 tills en stabil elektrokemisk signal uppnås 7. Följ med steg 1.4.

2. Kontaktvinkelmätning

  1. Placera diamant på provstadiet av en kontaktvinkel analysator, se till att det är platt. Placera en 1 ml spruta i lägesställ ovanför provsteget, säkra en nål i änden. Fyll sprutan med avjoniserat vatten.
  2. Använd z-styrenheten att sänka sprutan till provet, använd x - och y - controllers och kameran / belysnings att anpassa sprutan ovanför centrum av diamant.
  3. Använda analysator programvara dispenserings upprepa en fil volumes vatten ur sprutan tills en droppe bildas vid spetsen av nålen, syns på kamerabilden (aldrig mer än 10 ^). Sänk nålen att deponera droppen på ytan och justera belysningen för maximal kontrast.
  4. Samla en bild och tillämpa släppa form analysprogram med hjälp av kägelsnitt metoden. Klicka på "hitta baseline" i mjukvaran, och klicka sedan på "beräkning" följt av "tangent".
    OBS: denna procedur detekterar baslinjen och passar en konisk ekvation till (elliptiska) droppe form; en kontaktvinkel, θ, dras mellan baslinjen och tangenten vid trefas kontaktpunkt.

3. BDD Material karakterisering

  1. Raman Analys för sp 2 / sp 3 innehåll
    1. Utför Raman (se referens 14 för en guide till praktisk Raman-spektroskopi) i flera olika delar av BDD elektroden, 24 användning av en 514,5 nm eller532 nm laser, som betonar sp 2 innehåll, förespråkas.
    2. Sätt på mikro-Raman-spektrometer och tillåta ~ 30 min för CCD-detektor för att svalna. Kontrollera lämplig lins, gitter och filter är på plats för att användas med laser val.
    3. Kalibrera systemet med användning av en kisel (Si) kalibreringsprov. Placera Si-substratet i instrumentkammaren och fokusera optiskt på provet med mikroskopet. Stäng dörren till kammaren. Växla till laser visa och kontrollera laserpunkten är väl definierad och cirkulär. Kalibrera använda programvaran, klicka på "verktyg" följt av "kalibrering" och sedan "quick kalibrering" och sedan "ok".
    4. Ta Si-substratet från kammaren och ersätt med BDD elektroden. Optiskt fokusera mikroskopet på området av intresse, växla till laser vy och öppna luckan för att kontrollera att lasern är fokuserad. Stäng luckan.
    5. Ta en Raman mätning med hjälp av programvara; click "mätning" och sedan "nya" och sedan "spektral förvärv." ställa mätningen vågtalet intervall för att täcka funktionerna av intresse, för BDD är 200 - 1800 cm -1; ställa in avsöknings uppsugningstid (<10 sek); ställa in lasereffekten till 100% (för BDD) och; ställa in antalet ansamlingar (upprepade skanningar) till fem (för BDD). Om det resulterande spektrumet är mycket bullriga fler ansamlingar kan vara nödvändig. Tryck på kör och spara den resulterande spektrum för analys. Ta en bild av området Raman utfördes i att använda live-video. Spara bilden som referens.
    6. Följ topp ~ 1332 cm -1 i spektrumet som indikerar sp 3 diamant (figur 1); den bredare topp desto fler fel förekommer 3,25.
    7. Observera alla NDC - indikeras av en bred G topp centrerad vid 1,575 cm -1 26 i spektra (figur 1A och 1B), med ursprung från sträckningen av parade sp <sup> 2 platser; desto större toppintensiteten mer NDC närvarande.
      OBSERVERA: n-bindningar bildas av sp 2 C är mer polariserbar än sp 3 σ obligationer och resonans förbättras genom synliga lasrar, vilket leder till en bredare, mer dominant, G toppar 25. Observera att den exakta metod som används för att utföra analyser kan variera mellan olika instrument och program.

4. Elektrokemisk karakterisering

  1. Förbereda ohmska kontakter
    1. Fristående BDD
      1. Med användning av standardtekniker sputter (eller indunsta) baksidan av BDD med titan (Ti) / guld (Au) 10 nm / 300 nm med användning av en sputterer / indunstare vid tryck under 1 x 10 -5 mbar. Om en tre mål källa är tillgänglig, är mer idealiskt Ti 10 nm / platina (Pt) 10 nm / Au 300 nm för att undvika diffusion av Ti i Au.
      2. Anneal för 5 timmar vid 400 ° C (atmosfärstryck) gör det möjligt för Ti för att bilda titankarbid, crucdar e för bildande av en ohmsk kontakt 27.
        OBS: Om baksidan av BDD är blankpolerade (~ nm råhet) är det företrädesvis att rugga ytan före sputtering för att säkerställa en mer robust beläggning. Detta kan uppnås genom, till exempel, låg effekt lasermikrobearbetning ytan (borttagning <30 | j, m material).
    2. Tunnfilms diamant odlas på ett ledande substrat
      1. Sputter / indunsta som ovan, men till den övre ytan, med användning av en skuggmask försiktigt placera på den övre ytan för att undvika topp bringa hela elektroden.
        ELLER
      2. Skrapa baksidan av ledande substrat med hjälp av en diamant spets penna. Täck sedan repad område med ledande Ag pasta eller ett liknande ledande färg genom att måla på ett tunt skikt med en liten pensel. Slutligen, elektriskt ansluta genom att fästa koppartrådar med ledande epoxi.
        OBS: Det finns en mängd olika sätt att förbereda BDD efter utvaldarical kontakt såsom beskrives i referens 4, t ex om BDD kan bearbetas i mindre strukturer, tätning i glas eller epoxi, eller om det fortfarande fäst vid skivan klämma / bifoga en elektrokemisk cell för att den övre ytan.
  2. Kapacitansmätningar
    1. Förbered en 20 ml 0,1 M KNO3 lösning genom att väga 0,20 g i dubbeldestillerat vatten (detta vattenkvalitet rekommenderas hela, resistivitet 18,2 M cm). Rengör elektroden före användning antingen genom aluminium polering eller elektro cykla i utspädd syra (se avsnitt 1 OBS) 16,23,28.
    2. Med användning av en potentiostat körda cykliska voltammogram (CV) på 0,1 V sek -1 mellan -0,1 V och 0,1 V, med början på 0 V, med BDD som arbetselektroden kontra en gemensam referenselektrod, t ex silver / silverklorid (Ag / AgCl ) eller en mättad kalomelelektrod (SCE), och en Pt motelektrod. Analysera andra CV.
      OBS: Figur 2A
    3. Mät den totala ström magnitud på 0 V från inspelade kapacitansen kurvan och dividera med två, är detta värde "i". Bestäm kapacitansen, C, med hjälp av värdet för i med ekvation 1, normalisera med avseende på elektrod område (som står för ytfinhet i förekommande fall) och citerar i iF cm -2. Hög kvalitet, "metalliknande" BDD har en kapacitans << 10 iF cm -2. Använd data konspirera programvara för att presentera och analysera data.
      i = C (Vt -1) (ekv 1.);
      där i är ström (A) och (V t -1) är den potentiella avsökningshastighet.
  3. Lösningsmedel Fönster
    1. Rengör elektroden som i steg 4.2.1. Med hjälp av en potentiostat köra ett CV i 0,1 M KNO3 vid 0,1 V s -1 från 0 V till -2 V sedan mellan -2 V och två V and tillbaka till 0 V med BDD som arbetselektroden vs en gemensam referenselektrod och Pt motelektrod. Upprepa. Analysera den andra CV, ett exempel CV visas i figur 2B.
    2. Konvertera ström till strömtäthet (mA cm -2), med ytfinhet beaktas, och citerar lösningsmedels fönstret som den potentiella fönstret definieras av aktuella gränserna ± 0,4 mA cm -2 i båda riktningarna. 7,29 Använd data plottning programvara att presentera och analysera data.
    3. Observera bevis på NDC (sp 2 kol) i lösningsmedlet fönstret; syrereduktionsreaktionen gynnas på NDC som är tydligt i den reduktiva fönstret. Oxidation av sp 2 innehållande grupper resulterar också i karaktäristiska toppar strax innan vatten elektrolys i det anodiska fönstret (figur 2B).
      OBS: hög kvalitet "metalliska" BDD elektroder har lösningsmedels fönster >> 3 V, stöder inte syrereduktions REACtion (ORR) i 0,1 M KNO3 (eller ORR starkt kinetiskt efterblivna) och visar försumbara NDC oxidation signaturer.
  4. Redox Elektrokemi
    1. Rengör elektroden som i steg 4.2.1.
    2. Med hjälp av en potentiostat rekord CV i 1 mM rutenium hexaamine (Ru (NH3) 6 3+) och 0,1 M KNO3 mellan 0,2 V och -0,8 V jämfört med SCE, för skanningshastighet i intervallet 0,05 V sek -1 - 0,2 V sek -1.
      OBS: Detta par visar snabb elektronöverföring och är elektro i en region som utmanar p-typ halvledande BDD. sp 2 innehållande BDD kommer också att visa ORR i denna region, är signalen för den senare mer uppenbart när koncentrationen av Ru (NH3) 6 3+ minskas.
    3. Mät spänningen separationen mellan den anodiska och katodiska toppström (Δ Ep) från den inspelade CV och temperaturen såsom beskrivits 20.För "metalliknande" ohmskt kontaktade syre avslutas BDD vid 298 K, Δ E p <70 mV 30,31. Större Δ E p-värden är symptomatiska för en dålig ohmsk kontakt eller en lägre borhalt, såsom visas i fig 2C för BDD elektroder av dopningsmedel densiteter i området 9,2 x 10 16 till 3 x 10 20 B-atomer cm -3.
    4. Mät toppströmmen av den främre skanningen, i p, och korrelerar med vad som förväntas från Randles Sevcik ekvation 2 (citerad på 298 K) 3,30, förutsatt att elektroden är skivformat i geometri och tillräckligt stor (diameter 1 mm) som linjär diffusion dominerar. Använd data konspirera programvara för att presentera och analysera data.
      Ip = 2,69 x 10 5 n 3/2 AD 1/2 cv 1/2 (ekv 2)
      där när antalet elektroner som överförs, A är area (cm 2), D är diffusionskoefficienten (cm 2 sek -1), c är koncentrationen (mol cm -3) och v är avsökningshastighet (V sek -1).

5. pH Generation: Framställning av pH Sensitive elektrod och pH Generation

  1. Iridium Oxide (pH-känslig) Lösning Förberedelse
    1. Förbered en 20 ml 0,1 M KNO3 lösning som i avsnitt 5.4.1. Tillsätt 5 droppar fenolftalein indikatorlösning med användning av en Pasteur-pipett och rör (detta är tillräckligt för att visa en reaktion med ögat, men för en mer intensiv färg, lägga till fler droppar). Placera BDD arbetselektrod och Pt motelektrod i lösning.
    2. Justera lösningens pH till 10,5 genom tillsats av vattenfritt kaliumkloridsalt under ständig omrörning. Lämna täckt och omrörning under 48 h vid RT för att stabilisera i detta skede kommer lösningen att gradvis gå från gulgrön tillblålila. Förvaras i kylskåp vid 3 ° C.
  2. pH-känslig Iridium Oxidskiktsbeläggning
    1. Med hjälp av en potentiostat köra ett CV i iridiumoxid lösning mellan 0 V och en V kontra SCE att bestämma potentialen vid vilken den maximala strömmen registreras. Detta är avsättningspotentialen, E DEP såsom visas i fig 3A, typiskt ligger mellan ~ + 0,6 V - 0,85 V; Det kan variera beroende på ett antal faktorer såsom temperatur, elektrodmaterial mm 32, 33
    2. Använda kronoamperometri med en potentiostat, steg potentialen från 0 V ("initial E" och "Low E" i programvaran), där ingen elektrolys sker till E DEP ("High E" i programvaran), under en tidsperiod av 0,2 sek per steg, upprepa 100x.
    3. Kör ett CV mellan 0 V och en V i 0,1 MH 2 SO 4 för IRO x deponerade elektrod. Karaktärenistic CV form visas i figur 3B. En strömtäthet i intervallet ~ 0,6 mA cm -2 - 0,7 mA cm -2 för första anodiska toppen (motsvarande en genomsnittlig filmtjocklek av ~ 8 nm för 0,7 mA cm -2), indikerar ett stabilt pH-känslig film 34, 35.
    4. Om strömtätheten är mindre än 0,6 mA cm -2 upprepa steg 5.2.2 - 5.2.4 tills detta värde har uppnåtts. Lämna elektroden i pH 7 buffertlösning under 24 timmar för att hydrera som svaret hos iro-filmen är hydratisering beroende 33.
  3. IRO x Film pH Characterization
    1. Bered en serie av buffertlösningar som täcker pH-området av intresse (pH 2 - pH 12), kan dessa göras i huset (t.ex. Carmody 36) eller köpas i handeln.
    2. Skölj elektroden med destillerat vatten. Placera iro x-elektroden och referenselektroden i buffertlösningen av lägsta pH. Med användning av en potentiostatregistrera den öppna kretspotentialen (OCP) över 30 sekund, med tre upprepningar. Avlägsna elektroden från lösningen, skölj och plats i nästa buffert.
    3. Upprepa steg 5.3.2 för varje buffert, sedan upprepa serien åtminstone två gånger. Plot pH kontra OCP, kalibrerings tomten för filmen svaret. En IRO x filmen uppvisar en sluttning med en gradient mellan 59 - 80 mV per decennium 37.
      OBS: Figur 3C visar ett exempel kalibreringskurva för en lyckad IRO x pH-sensor på BDD.
  4. Med hjälp av en pH-generator och mätsystemet
    OBS: Detta förutsätter användning av en dubbelelektrodsystem där en elektrod är belagd med iro-filmen (t.ex. skiva) och den andra (t.ex. BDD ring) kommer att generera H + eller OH - galvanostatically från vatten elektrolys.
    1. Bered en 20 ml 0,1 M KNO3 lösning genom tillsats av avjoniserat vatten till saltet. Anslut IRO x belagdaelektrod som arbetselektrod i en två elektrodsystem, med den andra elektroden en stabil referenselektrod t.ex. SCE. Mät OCP med användning av en potentiostat, för att fastställa start-pH.
    2. Anslut generatorn elektroden till en lämplig två elektrod galvanostatiska system med en motelektrod, t.ex. Pt folie, och upprepar steg 5.4.1, men efter en viss tid tillämpa en ström till generatorn elektroden.
      OBS: vi finner strömmar i intervallet 0 till ± 50 iA är lämpliga med våra BDD elektroder; större strömmar resulterar i avsevärd gasutveckling. Storleken och riktningen av strömmen beror på det önskade resultatet; en positiv ström kommer att resultera i en övergång till mer surt pH och en negativ ström till mer alkaliskt pH, ju större ström ju större pH-förändringen.
    3. Med hjälp av potentiostat, registrera förändringar i OCP som svar på galvanostatisk strömmen, vänta tills svaret stabiliseras. Placera sedan IRO x iro-filmen.
    4. Upprepa steg 5.4.2 till 5.4.3 med olika tillämpade strömmar, tills alla uppgifter som krävs har samlats in. Rita data med hjälp av kalibreringskurva som erhållits i avsnitt 5.3 för att konvertera OCP till pH, är ett exempel datauppsättning som visas i figur 4A. Ta IRO x filmen användning av aluminiumoxid polering eller pulserande i 0,1 MH 2 SO 4 från 2 V till -2 V för 0,2 sekund, × 100. Ansök till systemet med räntemätning.
  5. Visuell bedömning av lokala pH generation
    1. Förbered en 20 ml 0,1 M KNO3 lösning som i avsnitt 5.4.1. Tillsätt 5 droppar fenolftalein indikatorlösning med användning av en Pasteur-pipett och rör (detta är tillräckligt för att visa en reaktion med ögat, men för en mer intensiv färg, lägga till fler droppar). Placera BDD arbetselektrod och Pt motelektrod i lösning.
    2. Applicera en negativ ström till arbetselektroden med användningen galvanostat som i steg 5.4.2 (t.ex. ~ -0,6 mA cm -2) så att lösningen ändrar färg från färglös till rosa. Detta nu lokalt genererar en lösning som är vid pH ≥ 10,5.
    3. Upprepa steg 5.5.1 med 5 droppar metylrött lösning istället för fenolftalein och rör om. Applicera en tillräckligt positiv ström (t.ex. ~ 6,6 mA cm -2) så att lösningen ändrar färg från gult till rött. Detta nu lokalt genererar en lösning som är pH ≤ 4,2 38.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Raman-spektra och elektrokemiska egenskaper erhölls för representativa BDD macrodisc elektroder med olika dopningstäthet, och båda signifikanta och försumbara nivåer av NDC, figurerna 1 och 2. Figurerna 1A och B visar typiska Raman data för NDC-innehållande tunnfilmsmikrokristallin BDD och större korn fristående BDD, dopad ovanför metalltröskeln, respektive. Förekomsten av NDC kan identifieras av de märkta breda toppar mellan 1400 och 1600 cm -1; det finns ingen sådan topp syns i figur 1C, som visar den typiska Raman tecknandet av NDC fritt, fristående BDD. I alla tre spektra i figur 1 är det möjligt att observera en skarp topp vid 1332 cm -1, detta signaturtoppen sp 3 kol (diamant); asymmetri av baslinjen runt denna topp är känd som en "Fano resonans"Och i förekommande fall indikerar att provet är lämpligen dopad (10 20 B atomer cm -3) för användning i elektrokemiska studier. Detta är fallet för alla tre elektroderna som visas här.

I figur 2 exempeldata för elektrokemiska studier (kapacitans, lösningsmedel fönster och CV spelats in redoxförmedlaren Ru (NH3) 6 3+) presenteras för både NDC-innehållande och NDC fritt BDD, dopad ovanför metalltröskeln. Kapacitansen kurvorna i figur 2A visar tydligt att NDC-innehållande BDD uppvisar en större kapacitiv ström än NDC fritt BDD. De kapacitanser för varje har beräknats som beskrivs i texten och är noterade i figur 2A som 10,8 iF cm -2 (NDC-innehållande) och 6,3 iF cm -2 (NDC-free) BDD. Hög kvalitet, lågt NDC-innehåll, BDD elektroder förväntas ha en kapacitans << 10 iF cm -2. På liknande figur 2B jämför de lösningsmedels fönstren i förebild NDC-innehållande och NDC-fria BDD elektroder. Det kan ses som en NDC-innehållande elektrod uppkomsten av H2O oxidation och reduktion har väckts i avsevärt minska lösningsmedels fönstret. Värt att notera är uppkomsten av anodiska toppar på grund av oxidation av NDC och en katod topp på grund av ORR som katalyseras på NDC men inte på sp 3 kol. För en hög kvalitet BDD elektrod med försumbar NDC lösnings fönstret förväntas vara >> 3 V i vattenhaltig KNO 3-lösning. I fig 2C CV svaret av BDD elektroder med olika dopningsnivåer undersöks med användning redoxförmedlaren Ru (NH3) 6 3+. För BDD elektroder dopade ovanför metall tröskeln spänningen avståndet mellan anodiska och katodströmtoppar förväntas vara nära 59 mV, i enlighet med Nernsts ekvation; However, såsom dopningsnivån minskar materialet töms av laddningsbärare som resulterar i en ökning av topp till topp separation.

En BDD macrodisc, belagda i Iro x, användes för att registrera data i figur 3, medan alla diamant (BDD isolerad i diamant) 39 dubbla elektroder och en epoxi förseglades BDD ring skiva elektrod användes för pH generationens experimenten i figur 4A. Data i fig 3 illustrerar avsättning och karakteriseringsprocessen för en pH-känslig iro x film på BDD. I figur 3A en typisk CV registreras i IRO x avsättnings lösning visas. Potentialen som användes för efterföljande iro x avsättning kan identifieras från positionen för den oxidativa strömtopp, såsom illustreras här. Fig 3B är en exemplifierande CV i svavelsyra av en iro-filmen elektrolytiskaed på BDD. Formen på CV är kännetecknande för en framgångsrikt avsatt film med toppströmtätheten med information om skikttjocklek. En högre strömtäthet indikerar en tjockare film. Stabiliteten i filmen är tjockleken beroende; för tunn och pH svar kommer att glida, för tjock och filmen svarstiden kommer att vara långsam och filmen kan flagna. Ett värde för toppströmtätheten ~ 0,7 mA cm -2 har visats indikera en stabil film med en utmärkt pH-respons. OCP svaret hos iro x skikt på en BDD elektrod mot olika pH-buffertar visas i figur 3C. Driften mellan mätningarna är liten, vilket framgår av storleken på felstaplar och lutningen är super-Nernstian (> 59 mV) som väntat för denna typ av film.

Slutligen Figur 4 illustrerar användningen av en BDD elektrod för pH-generationen. I fig 4A pH förändra migasured vid en IRO x belagd BDD elektrod presenteras för ett intervall av strömmar applicerade på pH-generationen BDD elektrod placerad i närheten, antingen i ring eller ett band-format, såsom visas i fig 4. För olika pålagda strömmarna kan pH ändras lokalt och kvantifierbar från ett startvärde (nära neutralt) till antingen sur eller basisk. Denna process kan observeras visuellt såsom visas i fig 4B, där en lämplig strömtäthet appliceras på en BDD elektrod för att ändra pH från nära neutralt till> 10,5. I närvaro av fenolftalein (pH-indikator) resulterar detta i lösningen går från färglös till rosa, i närheten av elektroden.

Figur 1
Figur 1. Typiska Raman data som spelats in med en 514 nm laser på (A) NDC innehållande tunnfilmsmikro BDD fäst växtsubstratet (dopant densitet 1,9 x 10 20 boratomer cm -3) och (B, C) ​​större korn fristående BDD, genomsnittlig dopningsmedel densiteten 1,9 x 10 20 och 3 x 10 20 B-atomer cm -3 respektive. NDC är tydlig i (A) och (B) på grund av närvaron av de märkta NDC topparna mellan 1.400 och 1.600 cm -1, (C) innehåller försumbar NDC. Alla tre elektroder uppvisar en "Fano resonans" och därmed är lämpligt bordopade för elektrokemiska studier 7. Återges i en del från referens [4c] med tillstånd. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2
Figur 2. Elektro karakterisering. Alla representativa uppgifter i ( B) har spelats in på isolerande diamantinneslutna O-termine BDD elektroder dopade ovanför metallgränsen dvs 10 20 B atomer cm -3 39. (A) Kapacitans kurvor för NDC fritt BDD där C = 6,3 iF cm -2 (svart), och för NDC-innehållande BDD där C = 10,8 iF cm -2 (röd). (B) Representativa lösningsmedel fönster för NDC fritt BDD, lösningsmedel fönster> 3,95 V (svart) och NDC-innehållande BDD, lösningsmedel fönster = 3,22 V (röd). (C) CV registreras i ett mM Ru (NH3) 6 3+ vid 0,1 V sek -1 för glas förseglade fristående BDD macrodisc elektroder av olika bordopämne densiteter i intervallet 9,2 x 10 16 - 3 x 10 20 B atomer cm - 3. Återges i en del från referens [4c] med tillstånd. <a href = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/53484/53484fig2large.jpg" target = "_ blank"> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3. Karakterisering av IRO x filmavsättning på BDD och pH svar. (A) CV i IRO x lösning före deponering. Den maximala oxidationsströmmen ger ett värde för avsättningspotentialen, E DEP, där filmbildning visar sig vara mest effektiva. Använda potentialer> E dep, resulterar i en instabil avsatta filmen. (B) Karakteristiskt CV för en elektrolytiskt IRO x film i 0,1 MH 2 SO 4 registrerades vid 0,1 V s -1, jag p, är en typisk ~ 0,7 mA cm -2. (C) representant pH calibration kurva (R 2 = 0,997) för elektrodeponerad IRO x på en fristående BDD elektrod. Lutningen visar en super Nernstian respons (65,4 mV) till pH. De små felstaplar (n = 3) visar film stabilitet och reproducerbarhet i mätningarna. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4
Figur 4. Användning av en fristående BDD ring skiva och dual band elektroder för in situ pH-kontroll BDD ring skiva elektrod, skivdiameter = 0,922 mm, separation = 0,262 mm, och ring width = 0,150 mm. BDD band elektrod generator = 0.460 x 3 mm, detektor = 0,09 × 3 mm, och separation = 0,2 mm. (A) Experimentellt uppmätta pH mot tid profilen över detektorelektroderna som en funktipå yrkes galvanostatiska nuvarande (10 till 50 A vid ringskivelektrod och -0,5 till -8 iA för dual band elektroden). Notera den stabilt pH genererade över långa tidsperioder. Modifierad reproduktion av referenser [9a] och [9b]. (B) Enkel visualisering av in situ pH generation använder fenolftaleinindikator lösning; en ström på -4.55 iA (-0,58 mA cm-2) anbringades på en glas 1 mm diameter förseglade BDD macroelectrode. Den rosa färgen indikerar pH≥10.5, färglös lösning indikerar pH≤8.4 38. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Börjar med en O-terminerad yta förespråkas eftersom H-terminerade ytan är elektrokemiskt instabil, särskilt vid höga anodiska potentialer 7,40,41. Ändra yta avslutning kan påverka elektronöverförings kinetiken för inre sfär par, såsom vatten elektrolys (används här för att ändra den lokala lösningens pH). Vidare är det också om BDD innehåller betydande NDC vid korngränserna möjligt att vid tillämpningen av den extrema anodiska / katod potentialer som förespråkas i den här artikeln för pH generation, etsning kan uppstå vid dessa svagare punkter. Detta skulle leda till att filmen korrodera och för tunna filmer, så småningom delaminering, manifesterar sig i en instabil pH generation profil, som kan ses med tunnfilms Au och Pt elektroderna 17. Därför en stringent protokoll för att bedöma kvaliteten på elektroden före användning antas för att bedöma NDC innehåll som diskuterats i figurerna 1 (Raman) och 2 (capacitning och lösningsmedel fönster).

Också av betydelse är borhalten. Om materialet är dopat nedanför den metalliska tröskeln (<10 20 B-atomer cm -3), kommer det att vara laddning utarmat, vid potentialer negativa av flatband potentialen, vilket resulterar i en minskning av elektrokemisk prestanda 7,42. Det enklaste sättet att kvalitativt bedöma metalldopningsnivåer är att leta efter närvaron av en Fano signatur som orsakar asymmetri i sp 3 topp, i Raman-spektra, såsom visas i fig 1 (AC). Detta är på grund av interferens mellan den diskreta fonon staten och den elektroniska kontinuum och ses vid bor-dopningsnivåer> 10 20 B-atomer cm -3 43. Sekundär jonmasspektrometri (SIMS) slutligen kvantifierar borhalten men är destruktiv och mer intensivt att använda. Notera som SIMS ger total borinnehåll det inte tar hänsyn till eventuella minskningar i antalet fritt tillgänglig före laddningsbärare till följd av ersättning eller passivering av bor acceptorer med lämpliga donatorer såsom kväve 44 eller väte 45 respektive.

Elektrokemiskt, kan dopningsdensitetsskillnader visualiseras genom anställning av en yttre sfär snabb elektronöverförings redoxpar vars formella potentialen ligger inom bandgapet av O-terminehalvledande BDD, såsom Ru (NH 3) 6 3 + / 2 + 46. Till exempel, såsom visas i figur 2C, eftersom dopningsnivåer av BDD elektrod ökningen och materialet rör sig från halvledande till metalliskt strömmen ökar och mellan topparna separationen minskar när elektronöverföring blir mer enkel. Vid metalliska dopämnen nivåer bör elektroden visar beteendet liknar en klassisk elektrod där för en medlare som Ru (NH3) 6 3+, reversibel diffusion begränsade CV registreras vid en macroelectrode i stationär Solution. Observera vid bor dopningsnivåer ~ 10 19 nära reversibel beteende har spelats in, men endast för H-termine ytor. Detta beror på en intressant egenhet hos denna yta där H-termine orsakar energinivåerna hos valens och ledningsbanden i diamant höjas. Detta innebär elektronöverföring från valensbandet till H 3 O + är nu möjligt, vilket resulterar i överföringsytan dopning och en mätbar ytkonduktivitet. Men det är inte en långsiktig framkomlig väg 7,40,41 på grund av den elektrokemiska instabilitet i H-terminerade yta, särskilt vid höga anodiska potentialer, som arbetar med H-termine lägre dopningstäthet elektroder.

Möjligheten att ändra den lokala pH-värdet hos mätelektroden har många olika tillämpningar, till exempel lokala pH titreringsexperiment nu blivit möjligt då kan modifieras systematiskt pH och inverkan på systemet elektrokemiskt bedömda in situ in situ 47-50. Detta är mycket användbart för vid käll mätningarna. Dessutom kan kopplas om från att inte vara elektrokemiskt detekterbar till detekterbar genom att ändra den lokala pH arter, till exempel upplöst vätesulfid helt omvandlas till den elektrokemiskt detekterbara sulfidform vid pH-värden> 9 16. I det givna exemplet, för elektrodgeometrier anställda , pH-förändringar över 4 enheter (från 6,4 till 2,0 och 6,0 till 10,8) visades. Större förändringar är möjliga genom att öka galvanostatiska strömmen och ändra elektrodgeometrier. Till exempel kommer att minska avståndet mellan generatorn och detektorelektroderna och minska den relativa storleken på detektorn tillåta lägre / högre pH-värden som skall uppnås. Den bedrifture storlek BDD elektroden kommer att begränsas av upplösningen av tillverkningstekniken som används. Observera att det finns också en övre gräns för storleken av den aktuella kunna ledas för stabilt pH generering. Detta dikteras av strömmen vid vilken signifikant gasutveckling och bubbelbildning vid den genererande elektroden observeras.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Vi vill tacka Dr Jonathan Newland för fotografiet i figur 4B och för bearbetning av optiskt mikroskop bilder för video, fröken Jennifer Webb för att få råd och grafik på kontaktvinkelmätningar, fröken Sze-yin Tan för lösningsmedelsdatafönstret i figur 2B Dr Maxim Joseph för råd om Raman-spektroskopi, och även medlemmar i Warwick Elektro och gränssnitt Group som har bidragit till att utveckla de protokoll som beskrivs häri. Vi vill också tacka Max Joseph, Lingcong Meng, Zoe Ayres och Roy Meyler för sin del i filma protokollet.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Pt Wire Counter Electrode
Saturated Calomel Electrode IJ Cambria Scientific Ltd. 2056 Reference Electrode (alternatively use Ag|AgCl)
BDD Electrode Working Electrode
Iridium Tetrachloride VWR International Ltd 12184.01
Hydrogen Peroxide Sigma-Aldrich H1009 (30% w/w) Corrosive
Oxalic Acid  Sigma-Aldrich 241172 Harmful, Irritant
Anhydrous Potassium Chloride Sigma-Aldrich 451029
Sulphuric Acid VWR International Ltd 102765G (98%) Corrosive
Potassium Nitrate Sigma-Aldrich 221295
Hexaamine Ruthenium Chloride Strem Chemicals Inc. 44-0620 Irritant
Perchloric Acid Sigma-Aldrich 311421 Oxidising, Corrosive
2-Propanol Sigma-Aldrich 24137 Flammable
Nitric Acid Sigma-Aldrich 695033 Oxidising, Corrosive
Sputter/ Evapourator With Ti & Au targets
Raman 514.5 nm laser
Annealing Oven Capable of 400 °C
Ag paste Sigma-Aldrich 735825 or other conductive paint
Potentiostat
pH Buffer solutions Sigma-Aldrich 38740-38752 Fixanal buffer concentrates
Phenolphthalein Indicator VWR International Ltd 210893Q
Methyl Red Indicator Sigma-Aldrich 32654

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Angus, J. C. Ch. 1, Synthetic Diamond Films: Preparation, Electrochemistry, Characterization and Applications. Electrochemistry on diamond: History and current status. Brillas, E., Huitle, C. A. M. , John Wiley & Sons, Inc. (2011).
  2. Fujishima, A. Diamond Electrochemistry. , BKC. (2005).
  3. Macpherson, J. V. A practical guide to using boron doped diamond in electrochemical research. Physical Chemistry Chemical Physics. 17 (5), 2935-2949 (2015).
  4. Balmer, R. S., et al. Chemical vapour deposition synthetic diamond: materials, technology and applications. Journal of Physics: Condensed Matter. 21 (36), 364221 (2009).
  5. Swain, G. M., Ramesham, R. The electrochemical activity of boron-doped polycrystalline diamond thin film electrodes. Analytical Chemistry. 65 (4), 345-351 (1993).
  6. Luong, J. H. T., Male, K. B., Glennon, J. D. Boron-doped diamond electrode: synthesis, characterization, functionalization and analytical applications. Analyst. 134 (10), 1965-1979 (2009).
  7. Hutton, L. A., et al. Examination of the Factors Affecting the Electrochemical Performance of Oxygen-Terminated Polycrystalline Boron-Doped Diamond Electrodes. Analytical Chemistry. 85 (15), 7230-7240 (2013).
  8. Bennett, J. A., Wang, J., Show, Y., Swain, G. M. Effect of sp2-Bonded Nondiamond Carbon Impurity on the Response of Boron-Doped Polycrystalline Diamond Thin-Film Electrodes. Journal of The Electrochemical Society. 151 (9), E306-E313 (2004).
  9. Martin, H. B., Argoitia, A., Landau, U., Anderson, A. B., Angus, J. C. Hydrogen and Oxygen Evolution on Boron-Doped Diamond Electrodes. Journal of The Electrochemical Society. 143 (6), L133-L136 (1996).
  10. Panizza, M., Cerisola, G. Application of diamond electrodes to electrochemical processes. Electrochimica Acta. 51 (2), 191-199 (2005).
  11. Williams, O. A. Nanocrystalline diamond. Diamond and Related Materials. 20 (5-6), 5-6 (2011).
  12. Patel, A. N., Tan, S. -y, Miller, T. S., Macpherson, J. V., Unwin, P. R. Comparison and Reappraisal of Carbon Electrodes for the Voltammetric Detection of Dopamine. Analytical Chemistry. 85 (24), 11755-11764 (2013).
  13. Watanabe, T., Honda, Y., Kanda, K., Einaga, Y. Tailored design of boron-doped diamond electrodes for various electrochemical applications with boron-doping level and sp2-bonded carbon impurities. physica status solidi (a). 211 (12), 2709-2717 (2014).
  14. Poferl, D. J., Gardner, N. C., Angus, J. C. Growth of boron-doped diamond seed crystals by vapor deposition. Journal of Applied Physics. 44 (4), 1428-1434 (1973).
  15. Spitsyn, B. V., Bouilov, L. L., Derjaguin, B. V. Vapor growth of diamond on diamond and other surfaces. Journal of Crystal Growth. 52 (Pt 1), 219-226 (1981).
  16. Bitziou, E., et al. In Situ Optimization of pH for Parts-Per-Billion Electrochemical Detection of Dissolved Hydrogen Sulfide Using Boron Doped Diamond Flow Electrodes. Analytical Chemistry. 86 (21), 10834-10840 (2014).
  17. Read, T. L., Bitziou, E., Joseph, M. B., Macpherson, J. V. In Situ Control of Local pH Using a Boron Doped Diamond Ring Disk Electrode: Optimizing Heavy Metal (Mercury) Detection. Analytical Chemistry. 86 (1), 367-371 (2014).
  18. Manivannan, A., Tryk, D., Fujishima, A. Detection of Trace Lead at Boron-Doped Diamond Electrodes by Anodic Stripping Analysis. Electrochemical and solid-state letters. 2 (9), 455-456 (1999).
  19. Manivannan, A., Seehra, M. S., Tryk, D. A., Fujishima, A. Electrochemical detection of ionic mercury at boron-doped diamond electrodes. Analytical Letters. 35 (2), 355-368 (2002).
  20. Boukherroub, R., et al. Photochemical oxidation of hydrogenated boron-doped diamond surfaces. Electrochemistry Communications. 7 (9), 937-940 (2005).
  21. Yagi, I., Notsu, H., Kondo, T., Tryk, D. A., Fujishima, A. Electrochemical selectivity for redox systems at oxygen-terminated diamond electrodes. Journal of Electroanalytical Chemistry. 473 (1), 173-178 (1999).
  22. Duo, I., Levy-Clement, C., Fujishima, A., Comninellis, C. Electron Transfer Kinetics on Boron-Doped Diamond Part I: Influence of Anodic Treatment. Journal of Applied Electrochemistry. 34 (9), 935-943 (2004).
  23. Mahé, E., Devilliers, D., Comninellis, C. Electrochemical reactivity at graphitic micro-domains on polycrystalline boron doped diamond thin-films electrodes. Electrochimica Acta. 50 (11), 2263-2277 (2005).
  24. Vandenabeele, P. Practical Raman spectroscopy: an introduction. , John Wiley & Sons. (2013).
  25. Filik, J. Raman spectroscopy: a simple, non-destructive way to characterise diamond and diamond-like materials. Spectroscopy Europe. 17 (5), 10 (2005).
  26. Tuinstra, F., Koenig, J. L. Raman Spectrum of Graphite. The Journal of Chemical Physics. 53 (3), 1126-1130 (1970).
  27. Tachibana, T., Williams, B., Glass, J. Correlation of the electrical properties of metal contacts on diamond films with the chemical nature of the metal-diamond interface. II. Titanium contacts: A carbide-forming metal. Physical Review B. 45 (20), 11975 (1992).
  28. Zivcova, Z. V., et al. Electrochemistry and in situ Raman spectroelectrochemistry of low and high quality boron doped diamond layers in aqueous electrolyte solution. Electrochimica Acta. 87, 518-525 (2013).
  29. Granger, M. C., et al. Standard Electrochemical Behavior of High-Quality, Boron-Doped Polycrystalline Diamond Thin-Film Electrodes. Analytical Chemistry. 72 (16), 3793-3804 (2000).
  30. Bard, A. J., Faulkner, L. R. Electrochemical methods. Fundamentals and Applications. , 2nd ed, John Wiley and Sons. (2001).
  31. Simonov, A. N., et al. Inappropriate Use of the Quasi-Reversible Electrode Kinetic Model in Simulation-Experiment Comparisons of Voltammetric Processes That Approach the Reversible Limit. Analytical Chemistry. 86 (16), 8408-8417 (2014).
  32. Terashima, C., Rao, T. N., Sarada, B. V., Spataru, N., Fujishima, A. Electrodeposition of hydrous iridium oxide on conductive diamond electrodes for catalytic sensor applications. Journal of Electroanalytical Chemistry. 544, 65-74 (2003).
  33. Bitziou, E., O'Hare, D., Patel, B. A. Simultaneous Detection of pH Changes and Histamine Release from Oxyntic Glands in Isolated Stomach. Analytical Chemistry. 80 (22), 8733-8740 (2008).
  34. Pickup, P. G., Birss, V. I. The kinetics of charging and discharging of iridium oxide films in aqueous and non-aqueous media. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. 240 (1-2), 185-199 (1988).
  35. Baur, J. E., Spaine, T. W. Electrochemical deposition of iridium (IV) oxide from alkaline solutions of iridium(III) oxide. Journal of Electroanalytical Chemistry. 443 (2), 208-216 (1998).
  36. Carmody, W. R. Easily prepared wide range buffer series. Journal of Chemical Education. 38 (11), 559 (1961).
  37. Glab, S., Hulanicki, A., Edwall, G., Ingman, F. Metal-Metal Oxide and Metal Oxide Electrodes as pH Sensors. Critical Reviews in Analytical Chemistry. 21 (1), 29-47 (1989).
  38. Burgot, J. -L. Ionic equilibria in analytical chemistry. , Springer Science & Business Media. (2012).
  39. Joseph, M. B., et al. Fabrication Route for the Production of Coplanar Diamond Insulated, Boron Doped Diamond Macro- and Microelectrodes of any Geometry. Analytical Chemistry. 86 (11), 5238-5244 (2014).
  40. Vanhove, E., et al. Stability of H-terminated BDD electrodes: an insight into the influence of the surface preparation. physica status solidi (a). 204 (9), 2931-2939 (2007).
  41. Salazar-Banda, G. R., et al. On the changing electrochemical behaviour of boron-doped diamond surfaces with time after cathodic pre-treatments. Electrochimica Acta. 51 (22), 4612-4619 (2006).
  42. Gelderman, K., Lee, L., Donne, S. W. Flat-Band Potential of a Semiconductor: Using the Mott-Schottky Equation. Journal of Chemical Education. 84 (4), 685 (2007).
  43. Ushizawa, K., et al. Boron concentration dependence of Raman spectra on {100} and {111} facets of B-doped CVD diamond. Diamond and Related Materials. 7 (11-12), 1719-1722 (1998).
  44. Chrenko, R. Boron, the dominant acceptor in semiconducting diamond. Physical Review B. 7 (10), 4560 (1973).
  45. Uzan-Saguy, C., et al. Hydrogen diffusion in B-ion-implanted and B-doped homo-epitaxial diamond: passivation of defects vs passivation of B acceptors. Diamond and Related Materials. 10 (3-7), 453-458 (2001).
  46. Hammerich, O., Speiser, B. Organic Electrochemistry. , Fifth Edition, Taylor & Francis. (2015).
  47. Juang, R. -S., Wang, S. -W. Electrolytic recovery of binary metals and EDTA from strong complexed solutions. Water Research. 34 (12), 3179-3185 (2000).
  48. Byrne, R. H., Kump, L. R., Cantrell, K. J. The influence of temperature and pH on trace metal speciation in seawater. Marine Chemistry. 25 (2), 163-181 (1988).
  49. Schonberger, E., Pickering, W. The influence of pH and complex formation on the ASV peaks of Pb, Cu and Cd. Talanta. 27 (1), 11-18 (1980).
  50. Chau, Y., Lum-Shue-Chan, K. Determination of labile and strongly bound metals in lake water. Water Research. 8 (6), 383-388 (1974).

Tags

Kemi Boron dopad diamant karakterisering elektroanalys elektro pH sensorer
Bedömning av bordopad Diamond Elektrod Kvalitet och tillämpning till<em&gt; In Situ</em&gt; Ändring av lokal pH genom vattenelektrolys
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Read, T. L., Macpherson, J. V.… More

Read, T. L., Macpherson, J. V. Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis. J. Vis. Exp. (107), e53484, doi:10.3791/53484 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter