玻璃碳電極英文解釋翻譯、玻璃碳電極的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 glassy carbon electrode

分詞翻譯：

玻璃碳的英語翻譯：

【化】 glassy carbon; vitreous carbon

電極的英語翻譯：

electrode; pole
【化】 electrode; pole
【醫】 electrode; rheophore

專業解析

玻璃碳電極（Glassy Carbon Electrode, GCE）是一種在電化學分析、傳感器和能源研究中廣泛使用的重要工作電極材料。其名稱來源于其外觀和結構特性：

術語解析：
- 玻璃 (Glass)：指代其外觀具有類似玻璃的光滑、緻密、無孔的表面，以及斷裂時呈現貝殼狀斷口的特性。更重要的是，它描述了其非晶态（玻璃态）的碳結構。與具有規則層狀結構的石墨不同，玻璃碳在微觀尺度上是無序排列的碳原子網絡。
- 碳 (Carbon)：明确其基本化學成分是碳元素。
- 電極 (Electrode)：表明其功能是作為電化學體系中的導體，用于輸入或輸出電流，發生或促進電化學反應。
- 英文對應： Glassy Carbon Electrode (常縮寫為GCE)。
核心特性與優勢：
- 高純度與化學惰性：玻璃碳由高純度的聚合物（如酚醛樹脂）在高溫下（通常>1000°C）惰性氣氛中熱解而成，雜質含量極低。這賦予其優異的化學穩定性和寬電化學窗口（通常約 -1.0 V 到 +1.0 V vs. SCE，具體範圍取決于溶液pH值），能在強酸、強堿和多種有機溶劑中使用而不易被腐蝕或發生副反應。
- 高導電性：雖然其導電性低于金屬或石墨，但足以滿足大多數電化學測量的要求（電阻率約為 40-50 μΩ·m）。
- 低氣體滲透性 & 低吸附性：其緻密、無孔的結構阻礙了氣體（如氧氣）向電極表面的擴散，減少了背景幹擾。同時，其表面不易吸附溶液中的物質，基線電流低，有利于高靈敏度檢測。
- 良好的機械強度與硬度：比普通石墨電極更堅硬、耐磨，易于抛光獲得重現性好的新鮮表面。
- 生物相容性：良好的生物相容性使其適用于生物傳感和活體分析。
典型應用領域：
- 基礎電化學研究：研究氧化還原反應的機理、動力學。
- 電分析化學：伏安法（循環伏安法CV、差分脈沖伏安法DPV、方波伏安法SWV等）、安培檢測等，用于檢測金屬離子、有機分子、藥物、環境污染物等。
- 生物傳感器平台：作為基底電極，固定酶、抗體、DNA、納米材料等，構建葡萄糖傳感器、DNA傳感器、免疫傳感器等。
- 能源相關研究：燃料電池、超級電容器、锂離子電池等領域的電極材料研究（常作為基底或催化劑載體）。
- 工業電解與分析。
結構參數示例：
- 密度：約 1.5 g/cm³ (低于石墨的 2.2 g/cm³) 。
- 電阻率：約 40-50 μΩ·m 。
- 熱膨脹系數：低 (約 2.2–4.0 × 10⁻⁶ K⁻¹) 。

權威參考來源：

《材料科學與工程基礎》(Callister & Rethwisch)：經典材料科學教材，詳細闡述包括玻璃碳在内的各種碳材料的結構、性能及制備。 (鍊接示例：需替換為具體線上資源鍊接，如出版社電子書平台鍊接)
《Journal of Electroanalytical Chemistry》：國際知名電化學期刊，發表大量關于玻璃碳電極基礎研究、表面改性及應用的高水平論文。 (鍊接示例：https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-electroanalytical-chemistry)
美國國家标準與技術研究院 (NIST) 材料數據庫：提供材料的物理化學性質标準數據（如電阻率、密度等）。 (鍊接示例：https://materialsdata.nist.gov)

網絡擴展解釋

玻璃碳電極（Glassy Carbon Electrode）是一種由高純度玻璃碳材料制成的電化學電極，具有獨特的物理化學特性，廣泛應用于電化學研究和工業領域。以下從多個維度進行解釋：

1.定義與組成

玻璃碳電極由玻璃碳（非晶形碳）制成。玻璃碳是通過将聚丙烯腈樹脂或酚醛樹脂等材料在惰性氣氛中高溫（約1800℃）燒結而成，形成兼具玻璃和碳特性的材料。這種材料具有高純度、無定形結構，導電性與傳統碳材料相近，但化學穩定性更優。

2.核心特性

化學穩定性：耐強酸、強堿及有機溶劑腐蝕，適用于惡劣環境。
寬電勢窗口：相對于飽和甘汞電極，電勢範圍為-1~1V，適合多種電化學反應。
高機械強度：質地堅硬，熱膨脹系數小，氣密性好。
表面特性：高比表面積提供更多反應位點，增強檢測靈敏度。

3.主要應用領域

電化學分析：如伏安法測定金屬離子、化學修飾電極等。
工業電解：用于電解鋁、銅、鋅及制氫等過程。
傳感器：在生物傳感器和化學傳感器中作為關鍵組件。

4.制造與處理

制備方法：樹脂高溫碳化形成緻密結構，表面需抛光至鏡面以保持清潔。
維護要求：使用後需嚴格清潔，避免表面污染影響性能。

5.與傳統電極的對比

相較于金屬電極，玻璃碳電極的耐用性更突出，尤其在強腐蝕性環境中不易發生氧化或鈍化。此外，其惰性特性減少了副反應幹擾，提升了檢測準确性。

如需更詳細的技術參數或應用案例，可參考化工儀器網或武漢高仕睿聯的完整資料。