电化学-微米电喷雾-质谱技术用于间甲苯胺电化学氧化机理研究

于 凯，张铭旺，洪子英，张 洪，姜 杰

(哈尔滨工业大学(威海)，海洋科学与技术学院，山东 威海 264209)

间甲苯胺是苯胺环烷基取代衍生物，可通过化学氧化或电化学氧化生成聚间甲苯胺[1-2]，由于其具有良好的导电性能，常被用作电极改性和传感器材料[3-5]。目前，间甲苯胺的研究主要集中于聚合物的合成与应用，关于其氧化机理的报道较少。张贵荣等[6]采用原位紫外-可见光谱法分析了间甲苯胺在恒电位下的氧化产物，发现聚合反应的发生不仅与氧化电压有关，还与间甲苯胺的浓度有关，并且观察到聚合物含有吩嗪或类似吩嗪的环结构。Salma等[7]在0.6 V电压下合成聚间甲苯胺，随后用紫外-可见光谱法对产物进行表征，在λ=338、460和668 nm处发现了3个谱带，分别对应还原态的无色翠绿亚胺、半氧化态的翠绿亚胺和完全氧化态的潘尼红结构。虽然紫外-可见光谱法实现了聚间甲苯胺结构的有效表征，但对于反应生成的关键阳离子自由基和中间产物等未能给出数据支持，影响间甲苯胺电化学反应机理的分析。

质谱具有灵敏度高、选择性好、分析速度快、可解析结构等特点，是研究化学反应机理的有效手段[8-9]。近年来，采用质谱研究电化学反应机理的报道越来越多，尤其是质谱在线监测技术的发展，实现了电化学反应动态变化过程和产物信息的有效分析[10-12]。2016年，Shao等[13]通过热沉积法在双通道毛细管的一个通道尖端固定碳粉作为工作电极，在另一个通道插入银/氯化银金属丝作为辅助电极，当触发毛细管后方的压电手枪时，正在进行电化学反应的薄层溶液被电离并进入质谱检测，利用该装置研究多巴胺和尿酸的电化学氧化过程和三联吡啶钌(Ⅱ)的电化学发光机理，发现生成了多种中间产物。……