
【化】 catalytic current
hasten; hurry; press; speed up; urge
【醫】 battery current; direct current; galvanic current; voltaic current
催化電流(Catalytic Current)是電化學中的一個專業術語,指在電極表面發生催化反應時産生的額外電流。其核心原理是:催化劑通過降低電化學反應的活化能,加速氧化還原過程,導緻電流顯著增強。以下是詳細解釋:
漢英對照定義
作用機理
催化劑(如酶、金屬納米粒子)修飾在電極表面後,通過以下路徑提升電流響應:
電位依賴性
催化電流通常在特定電位區間出現,與催化劑的氧化還原電位直接相關。例如,細胞色素c在修飾電極上的催化還原電流峰值位于-0.25 V(vs. Ag/AgCl)附近。
濃度線性響應
電流強度與底物濃度呈正相關,是定量分析的基礎。公式可表示為:
$$ I_c = nFADkC $$
其中 (I_c) 為催化電流,(C) 為底物濃度,(k) 為催化速率常數。
利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖産生的電流,構建血糖檢測裝置(如血糖儀)。
催化電流型傳感器檢測水體中重金屬離子(如通過催化還原反應測定Pb²⁺)。
在燃料電池中,鉑催化劑促進氧氣還原反應(ORR),産生驅動電流。
定義催化電流為“由電催化劑修飾電極産生的非擴散控制電流”。
來源:International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), Compendium of Electrochemical Terminology.
詳述催化電流動力學模型及實驗驗證方法。
來源:Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed.
納米酶催化電流檢測過氧化氫的應用案例。
來源:Analytical Chemistry, 2020, 92(5), 3940-3947.
催化電流是電化學分析中的一個重要概念,指在電極反應中因催化劑參與形成循環反應而産生的增強電流。其核心機制和特點如下:
1. 循環反應機制
在電極表面發生主反應:物質A被還原為B(如$A + e^- rightarrow B$)。此時溶液中存在氧化性物質X,可将B快速氧化再生為A(如$B + X rightarrow A + Y$)。再生後的A再次參與電極反應,形成“電極反應-化學氧化-電極反應”的催化循環。
2. 催化特性
3. 與擴散電流的區别
普通擴散電流受物質傳輸速率限制,而催化電流通過化學再生突破了這一限制,因此電流值更高且對催化劑濃度敏感。這種差異成為極譜分析中區分兩種電流的理論基礎。
應用領域:該原理廣泛應用于環境監測(如重金屬離子檢測)、生物傳感器開發等領域,通過測量催化電流強度可精确推算催化劑濃度。
案例方法表觀分子量超聲破乳化磁頭縫隙啶第三份提單腭靜脈防止過時腓腸肌工業合夥化學分解式貨運中轉站堅韌不拔尖鑽結交經常費用單科學問題空心鉚釘冷卻用廢金屬描述表哌普唑林噴托铵酒石酸鹽人迹罕至的溶解器的籃筐射法泵嗜異性白細胞手足勻稱的死前的蘇拉明鈉特種訂貨的成本制度