【研究成果】探索有機分子在金(111)電極上的吸附狀態及其應用潛力

by Yang-Kuang Chao
221 觀看次數

撰稿  /  Stella Y.T. Sun (科學推展中心特約編輯)


今(2023)年五月,中央大學化學系姚學麟教授帶領其團隊於《物理化學期刊 C》(The Journal of Physical Chemistry C)發表論文,旨在研究咪唑硫醇MMI(2-mercapto-1-methylimidazole)分子在金(111)電極上的吸附狀態及其在鎳電鍍過程中的作用。

中央大學化學系 姚學麟教授團隊於國際期刊發表研究成果

在電化學領域中,有機分子在金電極表面的吸附行為一直是受到廣泛關注的研究方向之一,而對此,中央大學團隊對此進行了深入的解析。該研究不僅清楚顯現了MMI分子在不同電位和pH值條件下的吸附情形,還附加探討了其在鎳電鍍過程中的應用潛力,使這項研究有潛力為緩蝕劑、生物傳感器等領域的發展提供新的思路。

MMI分子作為帶有咪唑官能基的有機硫化物,雖已被廣泛研究,但對於這些分子在金電極表面的吸附狀況,尤其是在不同電位和pH值條件下的狀態,了解仍然有限。為了填補這一知識空白,研究團隊進行了一系列的實驗,運用循環伏安法和原位掃描穿隧式顯微鏡(STM)技術,來深入探究MMI分子在金(111)電極表面的各種模式。

研究結果表明,當電位為正值時,MMI分子以非質子化的形式吸附在金電極表面,並形成了有序的結構,這種吸附情形與金表面的硫和氮端形成鍵結相關。而在負電位下,金-氮鍵的斷裂導致MMI吸附減弱,吸附層也無序化,但同時觀察到了與咪唑官能基的質子化反應相關的特定峰電位。這一過程的峰電位隨著電解液的pH值增加而向負電位方向偏移,為MMI分子的吸附運作機制提供了新一層的理解。

此外,無論金(111)電極的初始結構是(√3 × 22)重排還是(1 × 1)相,研究團隊都觀察到了MMI吸附所引起的金表面蝕刻特徵,這闡述了MMI分子以硫-金-硫模式吸附在金電極上的機制,而這項發現有助於更好地理解有機分子在金電極表面的吸附情形,並為相關領域的應用提供了重要的參考依據。

另一方面,研究團隊還探討了MMI在鎳電鍍過程中的應用潛力。結果顯示,MMI分子在鎳的電鍍過程中具有加速作用,此現象亦有機會在未來助力於改進鎳電鍍的效率和性能。

綜上所述,此次中央大學的研究成果為台灣再次贏得國際學術刊物的聚光燈,也值得各界的掌聲。研究團隊對於MMI分子在金(111)電極表面的多重吸附狀態進行了深入的研究,也活用了循環伏安法和原位掃描穿隧式顯微鏡技術,從而掌握了第一手實驗結果與操作經驗;除了確實填補金電極表面有機分子吸附的知識空白,同時也為未來的鎳電鍍技術提供了改進方向。這份研究對於有機化學、電化學領域的發展,以及開發新型電鍍劑具有重要意義,與此同時,也為台灣學術界的國際地位再次添上一抹含金的光彩。

你可能也想知道