還原染料靛藍的電化學與光譜電化學研究.pdf

1、靛藍是一種常用非水溶性的染料，具有氧化還原性。靛藍可以被連二亞硫酸鈉、三乙醇胺亞鐵等還原劑還原為水溶性的隱色靛藍。隱色靛藍可以滲入織物中進行染色，它也可以被氧氣氧化，重新成為靛藍。本課題使用兩種方法解決靛藍不溶于水的問題，研究了其電化學性質(zhì)，并借助自制長光程薄層電化學池，探討靛藍氧化和還原機理：
　　 (1)將靛藍磺化成水溶性的靛藍胭脂紅(IC)。在選用此方案時，在長光程薄層電化學池中，對靛藍磺化物(IC)的還原隱色和氧化脫色過

2、程及其逆過程進行循環(huán)伏安和雙電勢階躍UV-Vis光譜電化學測量，所得結(jié)果深化了兩種條件下去色機理的了解。IC的電還原反應是一個2e-/2H+的可逆向進行的反應，所生成的隱色體很容易被電氧化或被溶解氧化學氧化；逆向電氧化速率常數(shù)大于電還原速率常數(shù)一個數(shù)量級以上；溶解氧會嚴重降低電還原隱色的電流效率；還原電勢設置過低會導致隱色過程不可逆。另一方面，IC的電氧化過程遵循一種復雜的電化學-化學-電化學機理，氧化生成的中間體通過水解發(fā)生中心C=C

3、雙鍵的斷裂并轉(zhuǎn)化為靛紅磺酸，后者在較高電勢下進一步被不可逆電氧化降解為一系列小分子；高氧化電勢是促進IC的電氧化降解程度的關(guān)鍵因素。
　　 (2)通過將靛藍充分混在石墨粉中，制作成含靛藍碳糊電極(InCPE)，進行固態(tài)電化學測試的方法，很好的解決靛藍的溶解問題。以InCPE電極作為工作電極，利用循環(huán)伏安法，方波伏安法以及雙電勢階躍光譜電化學法研究了靛藍氧還過程。這兩種方法的聯(lián)用有助于解釋在電極表面和溶液中各種物質(zhì)的固態(tài)氧還機理。

4、靛藍/隱色靛藍和靛藍/去氫靛藍這兩對物質(zhì)的氧還反應都是在電極表面進行的2e-/2H+可逆反應。與靛藍氧化生成去氫靛藍相比，堿性電解質(zhì)溶液更不利于靛藍的還原。在隱色靛藍的再氧化過程中檢測到一種新物質(zhì)，可能是吲哚酮，而靛藍在足夠正的電勢下氧化時檢測到了靛紅。本文分別提出了靛藍/隱色靛藍和靛藍/去氫靛藍體系，包括新檢測到的物質(zhì)的電化學機理。摻雜固體微粒CPE不僅對固態(tài)溶出伏安法，而且對溶出光譜電化學都是一種良好的電極。由于使用此種方法的溶液中