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10-006 非原位电化学方法获得具有表面增强拉曼活性的镍电极 顾伟’崔颜’刘国坤2顾仁敖’.任斌2田中群2 (I.苏州大学，江苏 苏州，215006;2，厦门大学，福建 厦门。316005) 过渡金属镶是一种常见金属，在工业生产和实际应用中有着重要的地位。在电化学领城中，金属镶 被广泛应用于电镀、电催化、电化学能源的研究，而这些方面的研究都涉及到镍电极界面物种的研究口 表面增强拉受光谱(SEAS)是近年来发展较快的一种金属电极界面研究技术，相对其他界面检测方法，该 技术在低波数区和水溶液中有着其独特的优势川。然而，只有在经过粗糙预处理后的金属表面矛能得到其 表面物种较强的SERS信号，我们采用非原位电化学技术对光滑镍电极表面进行粗糙预处理，获得了均一 稳定的具有四个数量级SERS增强因子的镶电极表面.从而改进了原有的硝酸刻蚀结合原位电化学氧化还 原的镶电极粗糙方法2【1 实验表明，在酸性溶液中像电极表面容易产生自腐蚀，从而导致电极表面形成的微观结构发生坍塌 和溶解，最终导致电极表面SERS活性位的缺失。因此我们选用常见的中性粗糙溶液。.5mol护NaC10. 作为实验体系。在探寻合适的非原位电化学粗糙条件之前，我们必须对光滑镶电极在粗糙溶液(0.5mol一， NaC10)中的循环伏安(CV)曲线进行研究(图1)。如图所示，在我们所研究的电位区间内，CV曲线的 氧化曲线部分出现了三个较为明显的峰，第一个蜂归属于氢的吸脱附峰，后两个出现在。.477v和。428 V处的峰为镶电极氧化峰。 0月加v~ 卜 酬 一 图1光滑镍电极在0.5mold:NaCl04粗糙榕液中的CV曲线图 Fig.lTheCVcurveofNiciecodein0.5moi-L-NaC10, 经过大圣的实验结果论证，发现如下的电化学粗糙过程最适合镍电极:第一步，在。5molL-H:SO. 中超声30。目的是除去镍电极表面杂质和氧化物，以保持镍电板表面的新鲜;第二步，在粗糙溶液。.5 molLNaClo冲控制电极电位在强烈析氢的电位-1.3V保持15。，以完全还原镶电极表面氧化物，然 后在氧化电位。.65V和析氢电位一1.3V之间进行电化学阶跃粗糙镶电极表面，频率500Hz，时间250S; 第三步，在。.5molJ,一NaClo溶液中控制电极电位在还原电位一1.1V保持600s,充分还原镍电极， 然后在一1.15V和一。.5V之问快速扫CV，目的是使镍电极表面均一性得到提高，扫描速率为。.5V 。一，， 循环图数101圈，循环圈数设定为单数的目的是为了使最终电位为还原电位。经过以上步骤粗糙后，镍 电极表面吸附毗吮的SERS强度得到了很大的增强，出现在1007cn的毗吮最强谱峰强度最大可以达到 近200个cps(countspercentsecond:每秒光子计数)，而且这时的粗糙镍电极表面SERS效应均一性较 好。因此，我们认为这矜电化学方法粗糙后的镶电极表面是一种具有强SERS活性的表面，我们已经可以 在这种镍电极表面研究吸附分子的存在方式和机理。 我们采用枯算其SERS增强因子的方法来量化上述粗糙镍电极的SERS增强效应，其估算公式中最重 ‘联系人简介:顾仁敖(1940年出生)，男，教授，博士生导师，主要从事光谱电化学研究oE-mail:mgumsuda.edu.cn 国家自然科学基金 (批准号20273095)和厦门大学固体表面物理北学国家重点实验室开放课 10-006 - - 一 一 一 一 一 要的物理量之一为镍电极的粗糙度R。考虑到镍电极本身的电化学性质，我们采用测量比较粗糙镍电极和 光滑镶电极表面的单位面积双电层电容值的方法来计算粗糙镶电极的粗糙度。光滑镍电极和粗糙镍电极 表面微分电容曲线分别如图2a和图2b所示。