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催化电流英文解释翻译、催化电流的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 catalytic current

分词翻译:

催的英语翻译:

hasten; hurry; press; speed up; urge

化电流的英语翻译:

【医】 battery current; direct current; galvanic current; voltaic current

专业解析

催化电流(Catalytic Current)是电化学中的一个专业术语,指在电极表面发生催化反应时产生的额外电流。其核心原理是:催化剂通过降低电化学反应的活化能,加速氧化还原过程,导致电流显著增强。以下是详细解释:


一、术语定义与机理

  1. 汉英对照定义

    • 催化电流(cuīhuà diànliú):在电化学体系中,由于催化剂参与电极反应,促进底物(如过氧化氢、氧气等)的电子转移,从而在特定电位下观测到的增强电流。
    • 英文术语:Catalytic Current(catalytic 意为“催化的”,current 指“电流”)。
  2. 作用机理

    催化剂(如酶、金属纳米粒子)修饰在电极表面后,通过以下路径提升电流响应:

    • 降低活化能:催化剂提供替代反应路径,减少电子转移能垒。
    • 加速反应动力学:促进底物的氧化或还原,提高电子传递速率。
    • 信号放大:催化反应可循环再生催化剂,实现电流信号放大(例如:过氧化氢在辣根过氧化物酶催化下的还原反应)。

二、关键特征

  1. 电位依赖性

    催化电流通常在特定电位区间出现,与催化剂的氧化还原电位直接相关。例如,细胞色素c在修饰电极上的催化还原电流峰值位于-0.25 V(vs. Ag/AgCl)附近。

  2. 浓度线性响应

    电流强度与底物浓度呈正相关,是定量分析的基础。公式可表示为:

    $$ I_c = nFADkC $$

    其中 (I_c) 为催化电流,(C) 为底物浓度,(k) 为催化速率常数。


三、典型应用领域

  1. 生物传感器

    利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖产生的电流,构建血糖检测装置(如血糖仪)。

  2. 环境监测

    催化电流型传感器检测水体中重金属离子(如通过催化还原反应测定Pb²⁺)。

  3. 能源转换

    在燃料电池中,铂催化剂促进氧气还原反应(ORR),产生驱动电流。


权威参考文献

  1. IUPAC《电化学术语》

    定义催化电流为“由电催化剂修饰电极产生的非扩散控制电流”。

    来源:International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), Compendium of Electrochemical Terminology.

  2. Bard & Faulkner《电化学方法》

    详述催化电流动力学模型及实验验证方法。

    来源:Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed.

  3. 《分析化学》期刊研究

    纳米酶催化电流检测过氧化氢的应用案例。

    来源:Analytical Chemistry, 2020, 92(5), 3940-3947.

网络扩展解释

催化电流是电化学分析中的一个重要概念,指在电极反应中因催化剂参与形成循环反应而产生的增强电流。其核心机制和特点如下:

1. 循环反应机制
在电极表面发生主反应:物质A被还原为B(如$A + e^- rightarrow B$)。此时溶液中存在氧化性物质X,可将B快速氧化再生为A(如$B + X rightarrow A + Y$)。再生后的A再次参与电极反应,形成“电极反应-化学氧化-电极反应”的催化循环。

2. 催化特性

3. 与扩散电流的区别
普通扩散电流受物质传输速率限制,而催化电流通过化学再生突破了这一限制,因此电流值更高且对催化剂浓度敏感。这种差异成为极谱分析中区分两种电流的理论基础。

应用领域:该原理广泛应用于环境监测(如重金属离子检测)、生物传感器开发等领域,通过测量催化电流强度可精确推算催化剂浓度。

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