2-2- تاریخچه مایعات یونی 7
2-3- خواص مایعات یونی 9
2-4- کاربردهای مایعات یونی 11
2-4-1- استفاده از مایعات یونی جهت ترسیب الکتروشیمیایی فلزات و نیمه رساناها 11
2-4-2- استفاده از مایعات یونی در کروماتوگرافی 12
2-4-3- استفاده از مایعات یونی در پیل­های سوختی با غشای پلیمری 12
2-5- الكترود های اصلاح شده شیمیایی 13
2-5-1- الکترود­های اصلاح شده با فیلم­های پلیمری 13
2-5-2- الکترودهای اصلاح شده با پلیمرهای قالب مولکولی 15
2-5-3- الکترودهای اصلاح شده با نانوذرات 16
2-5-4- الکترودهای اصلاح شده با آنزیم­ها 17
2-6- الکتروکاتالیز در سطح الکترودهای اصلاح شده 18
2-7- كاربرد اصلاح­گر در بافت خمیركربن 20
فصل سوم: بخش تجربی23
3-1- مواد شیمیایی 24
3-2- تجهیزات 25
3-3- الکترودهای مورد استفاده 25
3-4- روش ساخت الکترودکار 26
فصل چهارم: تهیه الکترودهایخمیرکربناصلاح شده با مایع یونی فاقد و واجد نیکل و بررسی رفتار الکتروشیمیایی
آنها 27
4-1- کلیات 28
4-2- مطالعه پاسخ الکتروشیمیایی الکترودهای T-CPE و IL/CPE به روش ولتامتری چرخه­ای 28
4-3- مطالعه امپدانس الکتروشیمیایی الکترودهای خمیر کربن ساده و خمیر کربن اصلاح شده با مایع یونی 30
4-4- تهیه الکترود خمیرکربن اصلاح شده با مایع یونی واجد نیکل (Ni/IL/CPE) 31
4-5- بررسی اثر سرعت روبش پتانسیل بر رفتار Ni/IL/CPE 34
4–6- پاسخ الکتروشیمیایی Ni/IL/CPEبه روش کرونوآمپرومتری با پله پتانسیل دو گانه 37

4–7- نتیجه گیری 39
فصل پنجم:استفاده از الکترود خمیرکربن اصلاح شده با مایع یونی واجد نیکل(II)برای الکتروکاتالیز
فرآیند اکسایش متانول 40
5-1- کلیات 41
5-2- بررسی فرآیند اکسایش متانول در سطح الکترود­ خمیر کربن 41
5-3- بررسی فرآیند اکسایش متانول در سطح الکترود خمیرکربن اصلاح شده با مایع یونی فاقد و واجد Ni(II) 42
5-4- تاثیر افزایش غلظت متانول بر فرآیند الکتروکاتالیز اکسایش متانول 47
5-5- بررسی فرآیند الکتروکاتالیز اکسایش متانول در سطح الکترود خمیرکربن اصلاح شده به روش کرونوآمپرومتری
با پلۀ پتانسیل دوگانه 49
5-6- محاسبۀ ضریب نفوذ متانول و ثابت سرعت واکنش شیمیایی کاتالیزی بین متانول و محل های فعال نیکل 51
5-7- پایداری الکترود اصلاح شده 53
5-8- نتیجه گیری 53
فصل ششم:استفاده از الکترود خمیرکربن اصلاح شده با مایع یونی واجد نیکل(II)برای الکتروکاتالیز فرآیند
اکسایش فرمالدهید 55
6-1- کلیات 56
6-2- بررسی فرآیند اکسایش فرمالدهید در سطح الکترود خمیرکربن ساده و الکترود خمیرکربن اصلاح شده با مایع یونی 57
6-3- بررسی الکتروکاتالیز اکسایش فرمالدهید در سطح الکترود خمیرکربن اصلاح شده با مایع یونی واجد Ni(II) به
روش ولتامتری چرخه­ای 58
6-4- اثر سرعت روبش پتانسیل بر فرآیند الکتروکاتالیز اکسایش فرمالدهید 60
6-5- بررسی فرآیند الکتروکاتالیز اکسایش فرمالدهید در سطح الکترود خمیرکربن اصلاح شده با مایع یونی واجد نیکل
به روش کرونوآمپرومتری با پلۀ پتانسیل دوگانه 62
6-6- محاسبۀ ثابت سرعت واکنش شیمیایی کاتالیزی بین فرمالدهید با محل های فعال نیکل 64
6-7- نتیجه گیری 65
نتیجه گیری کلی 66
پیشنهادات 69
منابع 70
چکیده انگلیسی 76
مقدمه
اصلاح سطح الکترودها به منظور فراهم کردن برخی کنترل­ها بر روی نحوه­ی برهمکنش الکترود با محیط اطرافش یکی از فعالترین زمینه­های تحقیقاتی مورد علاقه در الکتروشیمی در طی سی سال اخیر بوده است. در حالی که کارآیی یک الکترود به مواردی از قبیل جنس الکترود، محلولی که الکترود در آن قرار دارد و پتانسیل اعمالی به الکترود، محدود می­شود، امروزه قابلیت الکترودهای اصلاح شده مسیر قدرتمندی جهت بهبود کارآیی آنها فراهم کرده است. برای الکتروشیمی تجزیه­ای این موضوع بسیار مهم بوده که اصلاح سطوح الکترودها مسیرهایی جهت افزایش گزینش پذیری، مقاومت در برابر زنگ زدگی، تغلیظ گونه­ها، بهبود خواص الکتروکاتالیزی و محدودیت دسترسی گونه­های مزاحم به سطح الکترود در یک نمونه پیچیده، مانند یک مایع بیولوژیکی را فراهم کرده­اند[2،1]. همچنین نقش مهمی جهت تحقیق در زمینه تبدیل و ذخیره انرژی، محافظت از خوردگی، الکترونیک مولکولی[1] ، ابزارهای الکتروکرومیک[2] و تحقیقات بنیادی در زمینه پدیده­های مؤثر بر فرآیندهای الکتروشیمیایی داشته است [3].
در اهداف الکتروکاتالیزی، الکترودهای اصلاح شده شیمیایی جهت تسریع در سرعت انتقال الکترون ماده تجزیه­ای مورد نظر در پتانسیلی که این انتقال در سطح الکترود برهنه کند است، به کار می­روند. واکنش­های الکترودی بسیاری از مواد تجزیه­ای مهم، در سطح الکترود برهنه نیاز به پتانسیل­هایی بسیار بالاتر از پتانسیل فرمال خود دارند تا بتوانند با سرعت بالای مورد انتظار انجام شوند. تسریع چنین واکنش­های الکترودی که از نظر سینتیکی کند است به­وسیله واسطه­گر­های انتقال بار و طی فرایندی به نام الكتروكاتالیز انجام می­شود. الكتروكاتالیز را میتوان به دو صورت همگن و ناهمگن انجام داد كه در نوع همگن تركیب واسطه گر به محلول اضافه می شود، در حالیكه در نوع ناهمگن از واسطه­گر­های تثبیت شده در سطح الکترودهای اصلاح شده استفاده می­شود. بدین منظور الکترودهای اصلاح­ شده شیمیایی مختلفی برای الکتروکاتالیز ساخته ­شده­اند که شامل [4]:
1) واسطه­گر­های تثبیت شده در یک پوشش تک لایه