La straordinaria stabilità elettrochimica dei films elettrodici di diamante conduttore (BDD: boron–doped diamond), ne ha suggerito l'applicazione in elettro-analisi1,2, nella preparazione di energici ossidanti3–5 e nella combustione di sostanze bio-refrattarie6–7. Recentemente, il loro uso è stato proposto anche quale supporto ideale per lo studio di nanoparticelle di elettrocatalizzatori ad ossido8–9. Nonostante il rilevante numero di lavori scientifici, rimane alquanto oscuro il meccanismo con cui avvengono le reazioni di trasferimento elettronico a tale materiale: poiché la conducibilità elettrica è garantita mediante pesante drogaggio con boro, si potrebbe prevedere un comportamento elettrochimico con caratteristiche da semiconduttore. Al contrario, l’utilizzo di coppie redox modello, unitamente a condizioni sperimentali tali da minimizzare l’effetto interferente di eventuali ioni in soluzione, ha dimostrato come film di alta qualità (CSEM, Neuchâtel, Svizzera) permettano di ottenere cinetiche di trasferimento di carica del tutto paragonabili a quelle misurate su elettrodi a metallo nobile10. In aggiunta, la relativa stabilità della superficie di BDD “as prepared”, terminata idrogeno, ha consentito valutazioni in termini di idrofobicità / idrofilicità, mettendo in luce la natura non “outher–sphere" della coppia redox Fe(III)/Fe(II). Nello stesso ambito10, e allo scopo di proporre una giustificazione univoca per i fenomeni osservati, si è proposta un’estensione del modello di Hush, per la discussione di coppie redox tipicamente “inner–sphere" come la coppia ferri/ferrocianuro. [1] F. Bouamrane, A. Tadjeddine, R. Tenne, J.E. Butler, R. Kalish & C. Levy-Clement, J. Phys. Chem. B, 102, 134 (1998). [2] J. Xu & G.M. Swain, Anal. Chem., 70, 1502 (1998). [3] P.-A. Michaud, E. Mahé, W. Haenni, A. Perret & Ch. Comninellis, Electrochem. Solid-State Lett., 3, 77 (2000). [4] S. Ferro, A. De Battisti, I. Duo, Ch. Comninellis, W. Haenni & A. Perret, J. Electrochem. Soc., 147, 2614 (2000). [5] N. Yoshinori, W. Shuhei, N. Hideji, T. Masashi & K. Tateo, Japan Patent n. 11269686 A. [6] G. Foti, D. Gandini, W. Haenni, A. Perret & Ch. Comninellis, Electrochem. Solid-State Lett., 2, 228 (1999). [7] D. Gandini, E. Mahé, W. Haenni, A. Perret & Ch. Comninellis, New Diamond Front. Carbon Technol., 9, 303 (1999). [8] A. De Battisti, S. Ferro & M. Dal Colle, J. Phys. Chem. B, 105, 1679 (2001). [9] S. Ferro & A. De Battisti, J. Phys. Chem. B, submitted. [10] S. Ferro & A. De Battisti, Anal. Chem., submitted.
Reazioni di trasferimento elettronico ad elettrodi di diamante conduttore
FERRO, Sergio;DE BATTISTI, Achille
2001
Abstract
La straordinaria stabilità elettrochimica dei films elettrodici di diamante conduttore (BDD: boron–doped diamond), ne ha suggerito l'applicazione in elettro-analisi1,2, nella preparazione di energici ossidanti3–5 e nella combustione di sostanze bio-refrattarie6–7. Recentemente, il loro uso è stato proposto anche quale supporto ideale per lo studio di nanoparticelle di elettrocatalizzatori ad ossido8–9. Nonostante il rilevante numero di lavori scientifici, rimane alquanto oscuro il meccanismo con cui avvengono le reazioni di trasferimento elettronico a tale materiale: poiché la conducibilità elettrica è garantita mediante pesante drogaggio con boro, si potrebbe prevedere un comportamento elettrochimico con caratteristiche da semiconduttore. Al contrario, l’utilizzo di coppie redox modello, unitamente a condizioni sperimentali tali da minimizzare l’effetto interferente di eventuali ioni in soluzione, ha dimostrato come film di alta qualità (CSEM, Neuchâtel, Svizzera) permettano di ottenere cinetiche di trasferimento di carica del tutto paragonabili a quelle misurate su elettrodi a metallo nobile10. In aggiunta, la relativa stabilità della superficie di BDD “as prepared”, terminata idrogeno, ha consentito valutazioni in termini di idrofobicità / idrofilicità, mettendo in luce la natura non “outher–sphere" della coppia redox Fe(III)/Fe(II). Nello stesso ambito10, e allo scopo di proporre una giustificazione univoca per i fenomeni osservati, si è proposta un’estensione del modello di Hush, per la discussione di coppie redox tipicamente “inner–sphere" come la coppia ferri/ferrocianuro. [1] F. Bouamrane, A. Tadjeddine, R. Tenne, J.E. Butler, R. Kalish & C. Levy-Clement, J. Phys. Chem. B, 102, 134 (1998). [2] J. Xu & G.M. Swain, Anal. Chem., 70, 1502 (1998). [3] P.-A. Michaud, E. Mahé, W. Haenni, A. Perret & Ch. Comninellis, Electrochem. Solid-State Lett., 3, 77 (2000). [4] S. Ferro, A. De Battisti, I. Duo, Ch. Comninellis, W. Haenni & A. Perret, J. Electrochem. Soc., 147, 2614 (2000). [5] N. Yoshinori, W. Shuhei, N. Hideji, T. Masashi & K. Tateo, Japan Patent n. 11269686 A. [6] G. Foti, D. Gandini, W. Haenni, A. Perret & Ch. Comninellis, Electrochem. Solid-State Lett., 2, 228 (1999). [7] D. Gandini, E. Mahé, W. Haenni, A. Perret & Ch. Comninellis, New Diamond Front. Carbon Technol., 9, 303 (1999). [8] A. De Battisti, S. Ferro & M. Dal Colle, J. Phys. Chem. B, 105, 1679 (2001). [9] S. Ferro & A. De Battisti, J. Phys. Chem. B, submitted. [10] S. Ferro & A. De Battisti, Anal. Chem., submitted.I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
