Electrochemistry at highly oriented pyrolytic graphite (HOPG): lower limit for the kinetics of outer-sphere redox processes and general implications for electron transfer models

文献情報

出版日 2015-03-31
DOI 10.1039/C5CP00383K
インパクトファクター 3.676
著者

Guohui Zhang, Anatolii S. Cuharuc, Aleix G. Güell, Patrick R. Unwin


原文を見る

要旨

The electron transfer (ET) kinetics of three redox couples in aqueous solution, IrCl62−/3−, Ru(NH3)63+/2+ and Fe(CN)64−/3−, on different grades of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) have been investigated in a droplet-cell setup. This simple configuration allows measurements to be made on a very short time scale after cleavage of HOPG, so as to minimise possible effects from (atmospheric) contamination, and with minimal, if any, change to the HOPG surface. However, the droplet-cell geometry differs from more conventional electrochemical setups and is more prone to ohmic drop effects. The magnitude of ohmic drop is elucidated by modelling the electric field in a typical droplet configuration. These simulations enable ohmic effects to be minimised practically by optimising the positions of the counter and reference electrodes in the droplet, and by using a concentration ratio of electrolyte to redox species that is higher than used conventionally. It is shown that the ET kinetics for all of the redox species studied herein is fast on all grades of HOPG and lower limits for ET rate constants are deduced. For IrCl62−/3− and Fe(CN)64−/3−, ET on HOPG is at least as fast as on Pt electrodes, and for Ru(NH3)63+/2+ ET kinetics on HOPG is comparable to Pt electrodes. Given the considerable difference in the density of electronic states (DOS) between graphite and metal electrodes, the results tend to suggest that the DOS of the electrode does not play an important role in the ET kinetics of these outer-sphere redox couples over the range of values encompassing HOPG and metals. This can be rationalised because the DOS of all of these different electrode materials is orders of magnitude larger than those of the redox species in solution, so that with strong electronic coupling between the redox couple and electrode (adiabatic electron transfer) the electronic structure of the electrode becomes a relatively unimportant factor in the ET kinetics.

関連文献

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/C6CP90214F

Inside front cover

Cover

DOI: 10.1039/C6CP90215D

Empirical in operando analysis of the charge carrier dynamics in hematite photoanodes by PEIS, IMPS and IMVS

David Shai Ellis, Hen Dotan, Avner Rothschild

2016-08-01 Perspective

DOI: 10.1039/C6CP04683E

Hydrated forms of fluoroacetic acid: a rotational study

Luca Evangelisti, Lorenzo Spada, Susana Blanco, Walther Caminati

2016-07-30 Paper

DOI: 10.1039/C6CP04735A

Hard magnetism in structurally engineered silica nanocomposite

Jeffrey I. Zink

2016-08-02 Paper

DOI: 10.1039/C6CP04843A

The transport properties of silicon and carbon nanotubes at the atomic scale: a first-principles study

Shizheng Wen, Likai Yan, Caixia Wu, Chunmei Zhang, Min Zhang

2016-07-21 Paper

DOI: 10.1039/C6CP03393H

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarはどのように保存すればよいですか?

4'-ブロモビフェニル-3-メトークシーディ.ActionBarは、冷暗所で、直射日光を避け、密栓の容器に保存し、遠隔場所に保管してください。温度は常温(0〜2...

149506-25-24'-Bromo-biphenyl-3-...
化合物よくある質問

間甲苯乙腈とは何ですか?

間甲苯乙腈はCAS番号2947-60-6の有機化合物で、化学式はC9H11CNです。この物質は液体で、芳族性と氰基の特性を有しています。

2947-60-6(3-Methylphenyl)acet...
化合物よくある質問

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩とは何ですか?

2-異丙基フェニルヒドラジン塩酸塩は、CAS番号58928-82-8を有する化合物で、構造式はC11H14N2HClです。これは塩基性化合物であり、水に溶けやす...

58928-82-8(2-Isopropylphenyl)h...
化合物よくある質問

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

5-(4-クロロフェニル)-4H-1,2,4-三氮唑-3-アミンは取り扱いに注意が必要です。PPEとして防塵マスク、ゴーグル、手袋を使用し、ドラフトチャンバーを...

98554-00-85-(4-Chlorophenyl)-1...
化合物よくある質問

去甲基雷贝拉唑硫醚はどのように合成されますか?

去甲基雷贝拉唑硫醚は、ベンジミダゾール硫化物と3-メチル-4-ピリジノールの反応によって合成されます。具体的には、2-チオキシドベンジミダゾールと3-メチル-4...

117976-91-73-({2-[(1H-Benzimida...
化合物よくある質問

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは安全ですか?

2-ブロモ-5-フロロ-N-(2-フェノールメチル)ベンゼンウレアは、毒性や刺激性の実験データに基づき、適切な取扱いと防護措置を講じることで安全に使用できます。...

923722-86-52-Bromo-5-fluoro-N-(...
化合物よくある質問

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚の物理化学的性質は何ですか?

対甲苯磺酸酯-四聚乙二醇-四氢吡喃醚のCAS番号は86259-89-4です。この化合物は無色の液体で、分子量は約724.8です。高濃度では溶血性が報告されており...

86259-89-42-(2-{2-[2-(Tetrahyd...
化合物よくある質問

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環はどのように保存すればよいですか?

2-(3-(二氟甲基)-4-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二噁硼戊環は、室温で暗い場所に保管し、直射日光から遠ざけ、容器は密閉状態で保存してくだ...

445303-65-12-[3-(difluoromethyl...
化合物よくある質問

6-アミノ-5-クロロ-2-シクロプロピルピリミジンカルボン酸の代替品はありますか?

この化合物の代替品には、ピロリミジン酸やその類似物、またピロリミジンカルボン酸の他の異性体があります。これらの代替品は、特定の化学反応や目的に応じて選択すること...

858956-08-86-Amino-5-chloro-2-c...
化合物よくある質問

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンに適用される法規ガイドラインは何ですか?

5-クロロベンゾ[1,3]二オキセイン-4-アミンはCAS番号379228-45-2に該当します。この化合物はGHS分類でH314(接触により急性毒性がある)と...

379228-45-25-Chloro-1,3-benzodi...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。