JPH0580018A - ボルタモグラム記録用双極型セルとこの双極型セルを用いたボルタモグラム記録方法 - Google Patents
ボルタモグラム記録用双極型セルとこの双極型セルを用いたボルタモグラム記録方法Info
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- JPH0580018A JPH0580018A JP3242089A JP24208991A JPH0580018A JP H0580018 A JPH0580018 A JP H0580018A JP 3242089 A JP3242089 A JP 3242089A JP 24208991 A JP24208991 A JP 24208991A JP H0580018 A JPH0580018 A JP H0580018A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボルタモグラム記録用セルの構成を簡単に
し、且つ全固体型素子の電気化学的特性を容易に測定で
きるようにする。 【構成】 ２つの異なるレドックス反応電極を対面させ
て配置し、そしてこれらの電極のレドックス反応系が混
合しないように構成する。
し、且つ全固体型素子の電気化学的特性を容易に測定で
きるようにする。 【構成】 ２つの異なるレドックス反応電極を対面させ
て配置し、そしてこれらの電極のレドックス反応系が混
合しないように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボルタモグラム記録用セ
ルとボルタモグラム記録方法に係るものである。ここで
ボルタモグラムとは化合物の酸化・還元反応特性の電気
化学的測定の記録をいう。記録は加電圧電流曲線の形も
しくはスペクトル変化の形をとり、この記録の解析によ
ってレドックス電位、反応速度、反応度などの特性を決
定できる。
ルとボルタモグラム記録方法に係るものである。ここで
ボルタモグラムとは化合物の酸化・還元反応特性の電気
化学的測定の記録をいう。記録は加電圧電流曲線の形も
しくはスペクトル変化の形をとり、この記録の解析によ
ってレドックス電位、反応速度、反応度などの特性を決
定できる。
【０００２】
【従来技術】従来のボルタモグラム記録方法では電極と
して作用極、対極そして参照極を用い、参照極の電位を
基準として作用極の電位を変化して、そのときの電流値
を記録して加電圧電流曲線を記録している。
して作用極、対極そして参照極を用い、参照極の電位を
基準として作用極の電位を変化して、そのときの電流値
を記録して加電圧電流曲線を記録している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のボルタモグラム
記録方法では三極型のセルを使用するためそのセルの構
成が複雑であり、特にエレクトロクロミック素子、電界
発光素子、光電応答素子など種々の膜を使用した電気化
学的デバイスの電気化学的特性を三極型のセルを使用し
て測定することは非常に困難であった。
記録方法では三極型のセルを使用するためそのセルの構
成が複雑であり、特にエレクトロクロミック素子、電界
発光素子、光電応答素子など種々の膜を使用した電気化
学的デバイスの電気化学的特性を三極型のセルを使用し
て測定することは非常に困難であった。
【０００４】本発明の目的はボルタモグラム記録用セル
の構成を簡単にし、且つ全固体型素子の電気化学的特性
を容易に測定できるようにすることである。
の構成を簡単にし、且つ全固体型素子の電気化学的特性
を容易に測定できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明のボルタモグラム記録用セルは、２つの異なるレド
ックス反応電極を対面させて配置し、そしてこれらの電
極のレドックス反応系が混合しないように構成して成
る。導電性電極基板にレドックス反応系を膜もしくは溶
液の形で接触させてレドックス反応電極を構成してもよ
い。この場合電極基板が透光性、特に透明導電性ガラス
であるとスペクトル変化の形で記録するに好都合であ
る。又、電極基板を使用せず、レドックス反応電極をレ
ドックス反応系を含む導電性膜で構成することもでき
る。
発明のボルタモグラム記録用セルは、２つの異なるレド
ックス反応電極を対面させて配置し、そしてこれらの電
極のレドックス反応系が混合しないように構成して成
る。導電性電極基板にレドックス反応系を膜もしくは溶
液の形で接触させてレドックス反応電極を構成してもよ
い。この場合電極基板が透光性、特に透明導電性ガラス
であるとスペクトル変化の形で記録するに好都合であ
る。又、電極基板を使用せず、レドックス反応電極をレ
ドックス反応系を含む導電性膜で構成することもでき
る。
【０００６】上記の目的を達成する本発明のボルタモグ
ラム記録方法では、２つの電極基板を対面させ、一方の
電極に第１のレドックス反応系を膜もしくは溶液の形で
接触させ、他方の電極に、前記の第１のレドックス反応
系と混合しないようにして、第２のレドックス反応系を
膜もしくは溶液の形で接触させ、そして両電極に電位を
かけ、その電位差を変化させて電流値を記録する。この
場合電位差の変化が一方向（反応が起こる方向）に、次
いで他方向に少なくとも一回行って履歴現象による測定
誤差の影響を軽減するよう平均をとるなどの処理ができ
るようにしてもよい。電気化学的特性の中特に所与のレ
ドックス化合物のレドックス電位を決定するには、レド
ックス電位が既知のレドックス反応系と、レドックス電
位が未知のレドックス反応系とを使用して、両レドック
ス系の酸化・還元反応が生じたときの電位差と既知のレ
ドックス電位との差として未知のレドックス電位を決定
することができる。
ラム記録方法では、２つの電極基板を対面させ、一方の
電極に第１のレドックス反応系を膜もしくは溶液の形で
接触させ、他方の電極に、前記の第１のレドックス反応
系と混合しないようにして、第２のレドックス反応系を
膜もしくは溶液の形で接触させ、そして両電極に電位を
かけ、その電位差を変化させて電流値を記録する。この
場合電位差の変化が一方向（反応が起こる方向）に、次
いで他方向に少なくとも一回行って履歴現象による測定
誤差の影響を軽減するよう平均をとるなどの処理ができ
るようにしてもよい。電気化学的特性の中特に所与のレ
ドックス化合物のレドックス電位を決定するには、レド
ックス電位が既知のレドックス反応系と、レドックス電
位が未知のレドックス反応系とを使用して、両レドック
ス系の酸化・還元反応が生じたときの電位差と既知のレ
ドックス電位との差として未知のレドックス電位を決定
することができる。
【０００７】又、両電極に電位をかけ、その電位差を変
化させて電流値を記録する代わりに、両電極に電位をか
け、その電位差を変化させてレドックス系の吸収スペク
トル変化を記録してもよい。特に注目すべきこととし
て、両電極に電位をかけ、その電位差を変化させて電流
値を記録し、同時にそのレドックス系の吸収スペクトル
変化を記録することによって相互比較による記録の信頼
性を高め、又電気化学特性に関する情報量を増大させる
ことができる。
化させて電流値を記録する代わりに、両電極に電位をか
け、その電位差を変化させてレドックス系の吸収スペク
トル変化を記録してもよい。特に注目すべきこととし
て、両電極に電位をかけ、その電位差を変化させて電流
値を記録し、同時にそのレドックス系の吸収スペクトル
変化を記録することによって相互比較による記録の信頼
性を高め、又電気化学特性に関する情報量を増大させる
ことができる。
【０００８】電極材料としては従来の三極型セルの電極
材料でよく、例えば白金、炭素その他の金属、透明電導
性ガラスでよい。板又は膜状の電極を用いる場合は反応
が起こる面を内側にして対面させて配置するのがよい。
材料でよく、例えば白金、炭素その他の金属、透明電導
性ガラスでよい。板又は膜状の電極を用いる場合は反応
が起こる面を内側にして対面させて配置するのがよい。
【０００９】
【実施例】図１に本発明のボルタモグラム記録用双極型
セルの実施例を示す。この実施例は液（Ｉ）／隔壁／液
（II）型のセルであり（ここで、（Ｉ）、（II）は異な
るレドックス系を示す）、２つの電極１、２を対面さ
せ、異なるレドックス反応系３、４は溶液の形で各電極
１、２に接触し、そして隔壁５は両レドックス反応系が
混合しないようにしている。６はスペ−サであり、７、
８はリ−ド線である。電極１、２を透光性材料、例えば
透明導電性ガラスでつくって反応に伴う吸収スペクトル
を記録できるようにしてもよい。
セルの実施例を示す。この実施例は液（Ｉ）／隔壁／液
（II）型のセルであり（ここで、（Ｉ）、（II）は異な
るレドックス系を示す）、２つの電極１、２を対面さ
せ、異なるレドックス反応系３、４は溶液の形で各電極
１、２に接触し、そして隔壁５は両レドックス反応系が
混合しないようにしている。６はスペ−サであり、７、
８はリ−ド線である。電極１、２を透光性材料、例えば
透明導電性ガラスでつくって反応に伴う吸収スペクトル
を記録できるようにしてもよい。
【００１０】別の実施例として、膜（Ｉ）／液（II）型
のセル、膜（Ｉ）／隔壁／液（II）型のセル、膜（Ｉ）
／隔壁／膜（II）型のセル、膜（Ｉ）／液／膜（II）型
のセル、膜（Ｉ）／膜（II）型のセル等がある。溶液は
レドックス系及び電解質を溶解あるいは懸濁させる液体
なら何でもよい。水が最もよく用いられるが、このほか
アセトニトリル、ジメチルフオルミアミド（ＤＭＦ）、
テトラヒドラフラン、ジオキサンなどの極性有機溶媒も
用いることができるこれらの溶液中には導電度を向上さ
せるために電解質を溶解させておくのがよい。
のセル、膜（Ｉ）／隔壁／液（II）型のセル、膜（Ｉ）
／隔壁／膜（II）型のセル、膜（Ｉ）／液／膜（II）型
のセル、膜（Ｉ）／膜（II）型のセル等がある。溶液は
レドックス系及び電解質を溶解あるいは懸濁させる液体
なら何でもよい。水が最もよく用いられるが、このほか
アセトニトリル、ジメチルフオルミアミド（ＤＭＦ）、
テトラヒドラフラン、ジオキサンなどの極性有機溶媒も
用いることができるこれらの溶液中には導電度を向上さ
せるために電解質を溶解させておくのがよい。
【００１１】膜としてはレドックス系を保持できる材料
で、用いる媒体に溶解せず、かつ電気化学的に不活性な
ものなら何でもよい。例えば、レドックス系がカチオン
の場合にはポリアニオン膜を、レドックス系がアニオン
の場合にはポリカチオン膜を用いるとレドックス系を静
電的によく保持できる。ポリアニオン膜としてはナフイ
オン、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、アクリル酸
及びその誘導体の単独重合体または共重合体のアクリレ
ートなどが挙げられる。ポリカチオン膜としてはビニル
ピリジンやビニルビピリジンの単独又は共重合体のピリ
ジニウム塩、４級アンモニウム塩基をもつ重合体、カチ
オン型金属錯体基をもつ重合体などが挙げられる。ま
た、この他固体電解質膜、あるいは粘土やゼオライト、
シリカゲルや、アルミナなどの無機化合物もレドックス
種を保持する被覆膜として用いることができる。
で、用いる媒体に溶解せず、かつ電気化学的に不活性な
ものなら何でもよい。例えば、レドックス系がカチオン
の場合にはポリアニオン膜を、レドックス系がアニオン
の場合にはポリカチオン膜を用いるとレドックス系を静
電的によく保持できる。ポリアニオン膜としてはナフイ
オン、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、アクリル酸
及びその誘導体の単独重合体または共重合体のアクリレ
ートなどが挙げられる。ポリカチオン膜としてはビニル
ピリジンやビニルビピリジンの単独又は共重合体のピリ
ジニウム塩、４級アンモニウム塩基をもつ重合体、カチ
オン型金属錯体基をもつ重合体などが挙げられる。ま
た、この他固体電解質膜、あるいは粘土やゼオライト、
シリカゲルや、アルミナなどの無機化合物もレドックス
種を保持する被覆膜として用いることができる。
【００１２】これらの膜中にレドックス種を分散させる
には、あらかじめ電極表面にキャスト法、浸漬法、スピ
ンコート法などにより膜を形成させた後レドックス種を
溶液から吸着させたり、あらかじめ膜成分とレドックス
種の混合溶液を調整した後に上述した方法で電極基板表
面に膜化させることができる。あるいは、レドックス種
をあらかじめ、膜を構成する化合物と反応させて共有結
合で導入したものを剛性し、これを膜化すると溶出の恐
れのない、安定したレドックス系として用いれる。
には、あらかじめ電極表面にキャスト法、浸漬法、スピ
ンコート法などにより膜を形成させた後レドックス種を
溶液から吸着させたり、あらかじめ膜成分とレドックス
種の混合溶液を調整した後に上述した方法で電極基板表
面に膜化させることができる。あるいは、レドックス種
をあらかじめ、膜を構成する化合物と反応させて共有結
合で導入したものを剛性し、これを膜化すると溶出の恐
れのない、安定したレドックス系として用いれる。
【００１３】異なるレドックス系を混合させない隔壁と
してはガラスフイルター、セラミックス、イオン交換
膜、固体電解質膜その他の高分子膜など通常の電気化学
で用いられる材料でよい。溶液層や膜の厚さは任意でよ
いが、反応は電極近傍で起きるので、薄くても測定可能
である。例えば、０．０１ミクロン−１０ミリの溶液層
や膜が用いられ、好ましくは膜厚として０．１ミクロン
−１ミリ程度、溶液層の厚さとしては０．１ミリ−２ミ
リ程度である。
してはガラスフイルター、セラミックス、イオン交換
膜、固体電解質膜その他の高分子膜など通常の電気化学
で用いられる材料でよい。溶液層や膜の厚さは任意でよ
いが、反応は電極近傍で起きるので、薄くても測定可能
である。例えば、０．０１ミクロン−１０ミリの溶液層
や膜が用いられ、好ましくは膜厚として０．１ミクロン
−１ミリ程度、溶液層の厚さとしては０．１ミリ−２ミ
リ程度である。
【００１４】電極の反応有効面の形状として通常は矩
形、正方形、円形などが選ばれる。電極面積はミクロ型
から大型まであらゆるサイズに対応できる。通常は面積
１平方ミリないし１０平方センチである。図２はミクロ
型セルの実施例である。先端を平らにした直径１ミクロ
ンの白金、カーボン等のリード線７、８の先端に異なる
レドックス反応系３、４を溶液もしくは膜の形で接触さ
せ、両反応系が混合しないように分離膜（もしくは溶
液）５を配置する。
形、正方形、円形などが選ばれる。電極面積はミクロ型
から大型まであらゆるサイズに対応できる。通常は面積
１平方ミリないし１０平方センチである。図２はミクロ
型セルの実施例である。先端を平らにした直径１ミクロ
ンの白金、カーボン等のリード線７、８の先端に異なる
レドックス反応系３、４を溶液もしくは膜の形で接触さ
せ、両反応系が混合しないように分離膜（もしくは溶
液）５を配置する。
【００１５】図３はレドックス反応を吸収スペクトル変
化で検出記録するのに好都合なミクロ型セルの実施例で
ある。図３で図２の構成要素と同じ要素は同じ番号で指
示している。１０は光学フアイバーで、これに酸化スズ
や酸化インジュムなどの導電性被膜９を施し、リード線
７、８を取りつけている。紫外・可視吸収スペクトルを
測定するには光学フアイバー１０を利用してセルも片側
から測定光を照射し、反対側から通過光を測定する。
化で検出記録するのに好都合なミクロ型セルの実施例で
ある。図３で図２の構成要素と同じ要素は同じ番号で指
示している。１０は光学フアイバーで、これに酸化スズ
や酸化インジュムなどの導電性被膜９を施し、リード線
７、８を取りつけている。紫外・可視吸収スペクトルを
測定するには光学フアイバー１０を利用してセルも片側
から測定光を照射し、反対側から通過光を測定する。
【００１６】シースルー型電極としては酸化スズや酸化
インジュムをガラスに被覆した透明導電性ガラスが最も
使い易いが、この他半透明の金やアルミニウムの薄膜を
蒸着したガラス電極や、金などをガラス表面に櫛型に蒸
着したガラス電極なども用いることができる。このよう
な光学的情報収集手段により電荷の出入りに関するばか
りでなく、化学種の変化を直接スペクトルで観測でき
る。
インジュムをガラスに被覆した透明導電性ガラスが最も
使い易いが、この他半透明の金やアルミニウムの薄膜を
蒸着したガラス電極や、金などをガラス表面に櫛型に蒸
着したガラス電極なども用いることができる。このよう
な光学的情報収集手段により電荷の出入りに関するばか
りでなく、化学種の変化を直接スペクトルで観測でき
る。
【００１７】レドックス電位を決定する本発明の実施に
当たってはレドックス電位が既知のレドックス系を用い
るが、もし未知のものを使用するのであれば通常の三極
式ボルタモグラフによりあらかじめレドックス電位を決
定しておけばよい。レドックス種としては金属や金属イ
オン、金属錯体、有機レドックス系などでよい。金属の
場合にはこれを直接電極として用いることができる。水
を媒体として用いる場合には、水の酸化やプロトンの還
元反応を対極のテドックス系として用いることができ
る。両電極でそれぞれ逆方向の反応が起こって初めて電
流が生じるので、一方の電極で還元体を用いるなら他方
の電極では酸化体を用いる。
当たってはレドックス電位が既知のレドックス系を用い
るが、もし未知のものを使用するのであれば通常の三極
式ボルタモグラフによりあらかじめレドックス電位を決
定しておけばよい。レドックス種としては金属や金属イ
オン、金属錯体、有機レドックス系などでよい。金属の
場合にはこれを直接電極として用いることができる。水
を媒体として用いる場合には、水の酸化やプロトンの還
元反応を対極のテドックス系として用いることができ
る。両電極でそれぞれ逆方向の反応が起こって初めて電
流が生じるので、一方の電極で還元体を用いるなら他方
の電極では酸化体を用いる。
【００１８】以下に本発明のボルタモグラム記録用双極
型セルの実例とこの双極型セルを用いたボルタモグラム
記録方法を説明する。実例１ ：ガラスに酸化インジュムスズを被膜した、有効
面積１平方センチの電極基板にナフイオン（デユポン
製）のアルコール溶液（２．５重量％）を滴下して拡
げ、室温で風乾し、蒸留水に３０分間浸し、それから室
温で風乾した。これを１ｍＭのメチルビオロゲン（ＭＶ
2+）水溶液に１時間浸漬してＭＶ2+を吸着させ、水洗し
た。同じように調製した基板のナフイオン被膜中に１ｍ
Ｍのトリス（２、２’ビピリジン）ルテニウム（II) 錯
体（Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+ ）水溶液からＲｕ（ｂｐｙ）3
2+ を吸着させ、水洗した。これらの電極を厚さ２５０
ミクロンのプラスチックフイルムのスペーサで離して配
置し、電解質水溶液（０．１ＭＨＣｌ−ＫＣｌ，ＰＨ
２）を加えて双極型セルを作った。
型セルの実例とこの双極型セルを用いたボルタモグラム
記録方法を説明する。実例１ ：ガラスに酸化インジュムスズを被膜した、有効
面積１平方センチの電極基板にナフイオン（デユポン
製）のアルコール溶液（２．５重量％）を滴下して拡
げ、室温で風乾し、蒸留水に３０分間浸し、それから室
温で風乾した。これを１ｍＭのメチルビオロゲン（ＭＶ
2+）水溶液に１時間浸漬してＭＶ2+を吸着させ、水洗し
た。同じように調製した基板のナフイオン被膜中に１ｍ
Ｍのトリス（２、２’ビピリジン）ルテニウム（II) 錯
体（Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+ ）水溶液からＲｕ（ｂｐｙ）3
2+ を吸着させ、水洗した。これらの電極を厚さ２５０
ミクロンのプラスチックフイルムのスペーサで離して配
置し、電解質水溶液（０．１ＭＨＣｌ−ＫＣｌ，ＰＨ
２）を加えて双極型セルを作った。
【００１９】実例２：実例１の双極型セルを用いて両電
極間の電位差を０ｖ→＋２ｖ→０ｖ→−２ｖ→０ｖと２
０ｍｖ／秒の速度で掃引し、電流値を記録して図４に示
す双極型サイクリックボルタモグラムを得た。正負両側
のピークの中点の電位差１．７３はＲｕ（ｂｐｙ）3 2+
とＭＶ2+のレドックス電位の差（１．０７−（−０．６
９）＝１．７６）に等しい。上側のグラフでは作用極で
Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+ → 3 + の酸化が生じており、下側の
グラフでは対極でＭＶ2+→ +. の還元が生じている。一
方のレドックス電位が既知であれば他方の未知のレドッ
クス電位がサイクリックボルタモグラムから求められ
る。
極間の電位差を０ｖ→＋２ｖ→０ｖ→−２ｖ→０ｖと２
０ｍｖ／秒の速度で掃引し、電流値を記録して図４に示
す双極型サイクリックボルタモグラムを得た。正負両側
のピークの中点の電位差１．７３はＲｕ（ｂｐｙ）3 2+
とＭＶ2+のレドックス電位の差（１．０７−（−０．６
９）＝１．７６）に等しい。上側のグラフでは作用極で
Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+ → 3 + の酸化が生じており、下側の
グラフでは対極でＭＶ2+→ +. の還元が生じている。一
方のレドックス電位が既知であれば他方の未知のレドッ
クス電位がサイクリックボルタモグラムから求められ
る。
【００２０】実例３：実例１の双極型セルの片側から石
英製光学フアイバーを利用して、キセノンランプから光
りを照射し、反対側に透過した光りを石英製光学フアイ
バーで受けて、モノクロメータで分光した後ダイオード
アレー検出装置で透過光強度を測定して波長と吸光度と
の関係を吸収スペクトルとして記録して図５のグラフを
得た。電圧掃引前にはＲｕ（ｂｐｙ）3 2+ に基づく４５
０ナノメータの吸収が見られるが、Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+
を正側に、ＭＶ2+を負側にして掃引すると４５０ナノメ
ータの吸収は減少し、その代わりにＭＶ2+に基づく５０
０−６００ナノメータの吸収が増加する。電位差を２ｖ
から減少させていくとスペクトルは可逆的に元に戻る。
このことから両極において実例２で述べたようなレドッ
クス反応が起きていることが判る。
英製光学フアイバーを利用して、キセノンランプから光
りを照射し、反対側に透過した光りを石英製光学フアイ
バーで受けて、モノクロメータで分光した後ダイオード
アレー検出装置で透過光強度を測定して波長と吸光度と
の関係を吸収スペクトルとして記録して図５のグラフを
得た。電圧掃引前にはＲｕ（ｂｐｙ）3 2+ に基づく４５
０ナノメータの吸収が見られるが、Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+
を正側に、ＭＶ2+を負側にして掃引すると４５０ナノメ
ータの吸収は減少し、その代わりにＭＶ2+に基づく５０
０−６００ナノメータの吸収が増加する。電位差を２ｖ
から減少させていくとスペクトルは可逆的に元に戻る。
このことから両極において実例２で述べたようなレドッ
クス反応が起きていることが判る。
【００２１】実例４：Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+ を吸着させた
ナフイオン膜を酸化インジュムスズに被せた電極を作用
極とし、そしてナフイオン膜だけを酸化インジュムスズ
に被せた電極を対極とし、０．２ＭのＨＣｌ−ＫＣｌ緩
衝水溶液（ＰＨ２）を両電極間に配してセルをつくっ
た。隔壁は用いていない。両電極間の電位差を掃引した
ところ、Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+13+のレドックス電位（１．
３１ｖ）とプロトン還元のレドックス電位（−０．１２
ｖ）の差（約１．４９ｖ）の電位差を挟んで可逆的にレ
ドックス波形が観察され、又同時に行ったスペクトル測
定からＲｕ（ｂｐｙ）3 2+ ＝Ｒｕ（ｂｐｙ）3 3+ のレッ
ドクス反応が生じていることが確認された。このように
対極側にプロトン還元が生じるときもサイクリックボル
タモグラムを得ることができる（図６参照）。
ナフイオン膜を酸化インジュムスズに被せた電極を作用
極とし、そしてナフイオン膜だけを酸化インジュムスズ
に被せた電極を対極とし、０．２ＭのＨＣｌ−ＫＣｌ緩
衝水溶液（ＰＨ２）を両電極間に配してセルをつくっ
た。隔壁は用いていない。両電極間の電位差を掃引した
ところ、Ｒｕ（ｂｐｙ）3 2+13+のレドックス電位（１．
３１ｖ）とプロトン還元のレドックス電位（−０．１２
ｖ）の差（約１．４９ｖ）の電位差を挟んで可逆的にレ
ドックス波形が観察され、又同時に行ったスペクトル測
定からＲｕ（ｂｐｙ）3 2+ ＝Ｒｕ（ｂｐｙ）3 3+ のレッ
ドクス反応が生じていることが確認された。このように
対極側にプロトン還元が生じるときもサイクリックボル
タモグラムを得ることができる（図６参照）。
【００２２】実例５：実例４のナフイオン膜にＲｕ（ｂ
ｐｙ）3 2+ を吸着させる代わりにナフイオン膜にＭＶ2+
を吸着させた電極を使用して同様なセルをつくった。こ
のセルを用いて記録したサイクリックボルタモグラムか
らＭＶ2+/+. のレドックス反応と水の酸化に対応するレ
ドックス波が観察された。このように水の酸化を対極側
に利用してもサイクリックボルタモグラムを得ることが
できる。
ｐｙ）3 2+ を吸着させる代わりにナフイオン膜にＭＶ2+
を吸着させた電極を使用して同様なセルをつくった。こ
のセルを用いて記録したサイクリックボルタモグラムか
らＭＶ2+/+. のレドックス反応と水の酸化に対応するレ
ドックス波が観察された。このように水の酸化を対極側
に利用してもサイクリックボルタモグラムを得ることが
できる。
【００２３】実例６：実例１では両電極をプラスチック
フイルムのスペーサで離し、電解質水溶液（０．１ＭＨ
Ｃｌ−ＫＣｌ，ＰＨ２）を加えたが、この電解質水溶液
の代わりに０．１ＭＫＣｌ水溶液を染み込ませた厚さ１
８０ミクロンのナフイオン膜を使用して双極型セルを作
った。実例２、３と同様にスペクトロサイクリックボル
タモグラムを記録した（図７参照）。
フイルムのスペーサで離し、電解質水溶液（０．１ＭＨ
Ｃｌ−ＫＣｌ，ＰＨ２）を加えたが、この電解質水溶液
の代わりに０．１ＭＫＣｌ水溶液を染み込ませた厚さ１
８０ミクロンのナフイオン膜を使用して双極型セルを作
った。実例２、３と同様にスペクトロサイクリックボル
タモグラムを記録した（図７参照）。
【００２４】
【発明の効果】本発明によって簡単な構造のセルでレド
ックス反応に伴うボルタモグラムを加電圧電流曲線の形
もしくはスペクトル変化の形で記録できる。特に両形式
で同時に記録する場合、化学種の変化を直接可視敵に観
測できる。本発明の構成はミクロ化に適しており、又膜
等を利用した電気化学デバイスと同じ環境下で測定でき
るためエレクトロクロミック素子、電界発光素子、光電
応答素子などの電気化学的特性を調べるのに特に有用で
ある。
ックス反応に伴うボルタモグラムを加電圧電流曲線の形
もしくはスペクトル変化の形で記録できる。特に両形式
で同時に記録する場合、化学種の変化を直接可視敵に観
測できる。本発明の構成はミクロ化に適しており、又膜
等を利用した電気化学デバイスと同じ環境下で測定でき
るためエレクトロクロミック素子、電界発光素子、光電
応答素子などの電気化学的特性を調べるのに特に有用で
ある。
【図１】図１は本発明の双極型セルの構成を示す略図で
ある。
ある。
【図２】図２は本発明の双極型セルの一実施例を示す略
図である。
図である。
【図３】図３は本発明の双極型セルの別の実施例を示す
略図である。
略図である。
【図４】図４は本発明の双極型セルを使用して記録した
サイクリックボルタモグラムの一例を示す。
サイクリックボルタモグラムの一例を示す。
【図５】図５は本発明の双極型セルを使用して記録した
レドックス反応に伴う吸収スペクトルの一例を示す。
レドックス反応に伴う吸収スペクトルの一例を示す。
【図６】図６は本発明の双極型セルを使用して記録した
サイクリックボルタモグラムの一例を示す。
サイクリックボルタモグラムの一例を示す。
【図７】図７は本発明の双極型セルを使用して記録した
サイクリックボルタモグラムの別の一例を示す。
サイクリックボルタモグラムの別の一例を示す。
１ 電極 ２ 電極 ３ レドックス反応系 ４ レドックス反応系 ５ 隔壁 ６ スペーサ ７ リード線 ８ リード線 ９ 導電性被膜 １０ 光学フアイバー
Claims (11)
- 【請求項１】 ２つの異なるレドックス反応電極を対面
させて配置し、そしてこれらの電極のレドックス反応系
が混合しないように構成したことを特徴とするボルタモ
グラム記録用双極型セル。 - 【請求項２】 レドックス反応電極は導電性電極基板に
レドックス反応系が膜もしくは溶液の形で接触して成る
請求項１に記載のボルタモグラム記録用双極型セル。 - 【請求項３】 電極基板が透光性である請求項２に記載
のボルタモグラム記録用双極型セル。 - 【請求項４】 電極基板が透明導電性ガラスである請求
項３に記載のボルタモグラム記録用双極型セル。 - 【請求項５】 レドックス反応電極はレドックス反応系
を含む導電性膜もしくは金属である請求項１に記載のボ
ルタモグラム記録用双極型セル。 - 【請求項６】 ２つの導電性電極基板を対面させ、一方
の電極に第１のレドックス反応系を膜もしくは溶液の形
で接触させ、他方の電極に、前記の第１のレドックス反
応系と混合しないようにして、第２のレドックス反応系
を膜もしくは溶液の形で接触させ、そして両電極基板に
電位をかけ、その電位差を変化させて電流値を記録する
ことを特徴とするボルタモグラム記録方法。 - 【請求項７】 電位差の変化が一方向に、次いで他方向
に少なくとも一回行われる請求項６に記載のボルタモグ
ラム記録方法。 - 【請求項８】 第１のレドックス反応系のレドックス電
位が既知であり、第２のレドックス反応系のレドックス
電位が未知であり、そして両レドックス系の酸化・還元
反応が生じたときの電位差と既知のレドックス電位との
差として未知のレドックス電位を決定する請求項６もし
くは７に記載のボルタモグラム記録方法。 - 【請求項９】 ２つの導電性電極基板を対面させ、一方
の電極に第１のレドックス反応系を膜もしくは溶液の形
で接触させ、他方の電極に、前記の第１のレドックス反
応系と混合しないようにして、第２のレドックス反応系
を膜もしくは溶液の形で接触させ、そして両電極に電位
をかけ、その電位差を変化させてレドックス系の吸収ス
ペクトル変化を記録することを特徴とするボルタモグラ
ム記録方法。 - 【請求項１０】 電位差の変化が一方向に、次いで他方
向に少なくとも一回行われる請求項９に記載のボルタモ
グラム記録方法。 - 【請求項１１】 第１のレドックス反応系のレドックス
電位が既知であり、第２のレドックス反応系のレドック
ス電位が未知であり、そして両レドックス系の酸化・還
元反応が生じたときの電位差と既知のレドックス電位と
の差として未知のレドックス電位を決定する請求項９も
しくは１０に記載のボルタモグラム記録方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24208991A JP3310995B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ボルタモグラム記録用双極型セルとこの双極型セルを用いたボルタモグラム記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24208991A JP3310995B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ボルタモグラム記録用双極型セルとこの双極型セルを用いたボルタモグラム記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0580018A true JPH0580018A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3310995B2 JP3310995B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=17084135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24208991A Expired - Fee Related JP3310995B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ボルタモグラム記録用双極型セルとこの双極型セルを用いたボルタモグラム記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3310995B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998043074A1 (en) * | 1997-03-25 | 1998-10-01 | Usf Filtration And Separations Group Inc. | Improved electrochemical cell |
| AU723768B2 (en) * | 1997-03-25 | 2000-09-07 | Lifescan, Inc. | Improved electrochemical cell |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP24208991A patent/JP3310995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998043074A1 (en) * | 1997-03-25 | 1998-10-01 | Usf Filtration And Separations Group Inc. | Improved electrochemical cell |
| AU723768B2 (en) * | 1997-03-25 | 2000-09-07 | Lifescan, Inc. | Improved electrochemical cell |
| US6454921B1 (en) | 1997-03-25 | 2002-09-24 | Usf Filtration And Separations Group, Inc. | Electrochemical cell |
| US7041210B2 (en) * | 1997-03-25 | 2006-05-09 | Lifescan, Inc. | Method of filling an amperometric cell |
| EP1736764A2 (en) | 1997-03-25 | 2006-12-27 | Lifescan, Inc. | Improved electrochemical cell |
| EP1736764A3 (en) * | 1997-03-25 | 2007-05-09 | Lifescan, Inc. | Improved electrochemical cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3310995B2 (ja) | 2002-08-05 |
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