JP2010530927A - ダイアモンドを基にして得られた電極を活性化するプロセス及びそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ダイアモンド系電極を活性化するためのプロセスに関し、このプロセスは、イオン性電解質を含有する水溶液の存在下、該電極を10μA/cm2から1mA/cm2の間のアノード及びカソード電流密度を得るために振幅を増大させる交互カソード及びアノード分極電位に供することから構成される工程を含む。本発明はまた、このプロセスによって活性化されたダイアモンド系電極、及びそれらの使用に関する。
【選択図】 なし
Description
より詳細には、本発明は、経時的に安定な高い電気化学的反応性を有する電極を電気化学的活性化によって製造可能なダイアモンド系電極の処理方法、及びその使用に関する。
ダイアモンドよりも安価な多結晶ダイアモンド膜を基板上に経済的に成長させる効率の良い技術が開発されている。さらに、これらの方法により、ダイアモンドにホウ素のような原子又は分子を組み込むことができる。後者の場合、p型半導体ができる。このようにして、特にダイアモンド独特の特性と優れた電気化学的特性とを組み合わせた、B−NCD(ホウ素ドープされたナノ結晶ダイアモンド)と呼ばれる、電極を製造するための新しいタイプの材料を得ることができる[非特許文献1]。
半導体電極は特に検出又は分析目的には適しているが、電気化学的合成、廃水の電解処理又は生体電子工学センサのような用途では、高い導電性又はさらには金属挙動を有する電極が必要である。最近の研究は、電気化学的反応性に影響を及ぼす因子に関して行なわれている。これらの因子のうち、主な因子は、実際に表面部分で発現し、ひいては結晶性膜の粗さ、ホウ素ドープレベル、非結晶性炭素相及び膜の表面終端化が起こる[非特許文献1];[非特許文献2]。
これらの実験は、迅速な酸化還元対(Fe(CN)6 3−/4−)の等モル溶液を用い、平衡電位(E0=+0.21V/SCE)を用いて、電気化学インピーダンス分光法(EIS)により行なった。インピーダンスの測定は約5分間継続させるので、k0の値は、電位に供されることなく、1時間程度で5.9×10−2から4.2×10−3cm/sに至ることがわかる。
電気化学的反応性のこうした低下は、刊行物でもあまり言及されないが、このことは、初期に水素化された後、空気に曝された膜の表面における酸素の検出について言及することで明らかになる。特定の著者のもとでは、電極を水素プラズマ処理によって周期的に再活性化する必要があることからこの問題を明示している。対照的に、酸化された表面は、安定で親水性であり、正電子親和性を有するだけでなく、反応性が低い[非特許文献2];[非特許文献3];[非特許文献4]。
Becker及びJuttner[非特許文献7及び8]は、水性溶媒の分解区域にて、Na2SO4溶液中で100回の酸化還元サイクルを行なうことによってB−NCD電極を予備処理した。しかし、Becker及びJuttnerは、使用したプロトコルについて詳細には記載していない:彼らは電位窓、電流密度、又は使用した走査速度についても示唆もしていない。試料の電気化学的特徴は、その予備処理の前に測定されていないので、当業者は、この予備処理を再現することも、この予備処理により所望される又は達成される利点を評価することもできない。故にこの刊行物は、決定的ではない。
この文献において、電極表面と迅速な酸化還元対Fe(CN)6 3−/4−との間の電荷移動における表面酸化の効果についても問題点が多い。Yagi及びGirard[非特許文献2];[非特許文献3]の場合では、適度な電気化学的処理又は酸素プラズマ処理後では、系はより不可逆性になる。Granger及びその共同研究者[非特許文献9]は、反応は特定の酸素阻害された表面部位を介して生じるように見えると説明している。対照的に、他の著者は、電極のアノード処理によって電荷移動速度が改善されることを示している[非特許文献6]。
具体的には、本発明が基づく研究は、ダイアモンド系電極の本質的特徴をなす電位窓(又は電位枠(potential frame))の関連を基礎とする。この特徴は、非電気活性塩を含有する観測されている水性溶媒の電気分解(気体状酸素の生成を伴うアノード範囲における水の酸化、及び気体状水素の生成を伴うカソード範囲での水の還元)を生じることなく電極を使用できる電位範囲とみなされる。一般に、B−NCD電極の文脈内にて、水性媒体中の電位窓の幅は3〜3.5Vであり、この値は、特にダイアモンドのドーピングレベル及び表面終端化に応じて変動し得、アノード及びカソード電流密度±50μA/cm2に関して決定される。
なお、本発明者らは、非電気活性塩を含有する脱気された水性媒体中のB−NCD電極を、±1.8V(Ag/AgCl,[KCl]=3M)までの範囲に及ぶ可能性のある高い電位値に交互分極させるという事実が、その電気化学的特性及び長期間の安定性を顕著に改善することを見出した。この現象を、以降「酸化還元活性化」と称する。
従来の特徴付け実験から派生しているが、酸化還元活性化はB−NCD電極、一般にはあらゆるダイアモンド系電極を活性化する極めて新規な方法である。このことは、こうした操作が試験下の材料を損傷、さらには破壊する傾向にある場合があるので、電位窓は常に他の特徴付け(サイクリックボルタンメトリー、EISなど)後に測定されているという理由による。さらに、電位窓の限界点では弱い電位が増大する(J(μA/cm2)=f(E(V)曲線)での垂直上昇)間に、試験される電極に非常に高い電流密度が誤って通過してしまう場合がある。
故に、本発明は、ダイアモンド系電極を活性化するためのプロセスに関し、このプロセスは、イオン性電解質を含有する水溶液の存在下、電極を、10μA/cm2〜1mA/cm2のアノード及びカソード電流密度を得るために、振幅を増大させる交互カソード及びアノード分極電位に供することから構成される工程を含む。
「電極の活性化」という表現は、本発明の文脈内にて、電極を処理に供する動作、この場合は電気化学的反応性に関して電極の特性を改善できる電気化学的処理を意味すると理解される。
故に、「ダイアモンド系電極」という表現は、本発明の文脈内にて、構成成分又は構成成分の1つがダイアモンドであるあらゆる電極を意味する。本発明の文脈内にて、ダイアモンド系電極は、電極としてダイアモンドだけからなる電極であるのが好適であり、ここでこのダイアモンドは、単に電極の一部を構成するものである。この場合、ダイアモンドは、連続又は不連続に拘わらず、薄膜の形態をとることができ、例えばFe、Ti、Zr、Nb、Ni、Ta、Mo、W、B、Si、グラファイト及び/又はダイアモンドを含有する基板のような基板表面上の膜の形態をとることができる。結果として、本発明に使用される電極のダイアモンドは、単結晶ダイアモンド、マクロ結晶ダイアモンド、ミクロ結晶ダイアモンド、ナノ結晶ダイアモンド又は超ナノ結晶ダイアモンド(UNCD)の形態をとり得る。
第2の変形において、ダイアモンド系電極はドープされたダイアモンドを含む。ドープされたダイアモンドは、電極表面に位置し得る。有利なことには、電極のダイアモンド全体がドープされたダイアモンドである。いずれかのドーパント、特に二価又は三価又は五価のドーパントのいずれかが、本発明の文脈内にて使用できる。より詳細には、ドーパントは、ホウ素、窒素、リン、ニッケル、硫黄及びこれらの混合物から成る群から選択される。
当業者には、ドープされた又はドープされていないダイアモンドのいずれかに基づいて電極を調製できる種々の技術、例えば、上記で想定されたようなものが既知である。例として、限定しようとするものではないが、使用される技術は、ダイアモンドの熱フィラメント又はマイクロ波プラズマ化学蒸着であることができる。
当業者に既知のイオン性電解質のいずれかを本発明の文脈内で使用できる。有利なことに、使用されるイオン性電解質は、非電気活性のイオン性電解質である。「非電気活性のイオン性電解質」という表現は、本発明の文脈内では、本発明の方法に使用される電位にて、電荷の伝導を確実にするが、水の電気化学分解以外の酸化還元反応には関与できない非電気活性塩をマクロ濃度にて含有するイオン性電解質を意味すると理解される。より詳細には、非電気活性のイオン性電解質は、非電気活性塩の水溶液である。この非電気活性塩は、特に、LiClO4、NaClO4、KClO4、Na2SO4、K2SO4及びLi2SO4から成る群から選択できる。有利な非電気活性のイオン性電解質又は非電気活性イオン性塩は、0.01からこの電解質又はこの塩の溶解限度までの範囲の量で水溶液中に存在し得る。例として、特にホウ素化ダイアモンド系電極の文脈内では、0.5〜1Mの範囲の濃度を有するLiClO4水溶液が使用できる。
本発明の酸化還元活性化プロセスは、平衡電位から、水溶液が酸素及び水素に分解し始めるアノード又はカソード電流密度をわずかに超える適度なアノード及びカソード電流密度が得られるまで電位範囲を徐々に増加させることから構成される。水溶液が分解し始める電流密度は、当業者には容易に理解できるパラメータである(通常、J=10μA/cm2)。
活性化方法中、ダイアモンド系電極に適度〜低い電流密度を流すという事実が本発明の本質的な態様である。故に、その絶対値が高すぎるために電極に損傷を与える危険性のある電流密度は完全に回避されるような電流密度を得るためのプロセスのいずれかが、本発明の文脈内で使用できると想定されなければならない。
好ましくは、本発明のプロセスは、±1mA/cm2未満、すなわち±10〜±1000μA/cm2、特に±10〜±900μA/cm2、特に±10〜±800μA/cm2、より特に±10〜±700μA/cm2であるアノード及びカソード電流密度が得られるまで、平衡電位から電位範囲を徐々に増大させることから構成される。例として、ホウ素化ダイアモンド系電極の文脈内にて、電極が供される電位は、10〜500μA/cm2の等しいアノード及びカソード電流密度を得るために調節される。特に好ましい電流密度は、有利なことに300〜500μA/cm2(例えば、400μA/cm2)又は100〜200μA/cm2(例えば、150μA/cm2)である。
本発明に従うプロセスを実施する好ましい方法において、ダイアモンド系電極が供される第1の電位は、カソード分極電位である。本発明に従うプロセスを実施する別の好ましい方法において、ダイアモンド系電極が供される第1の電位は、アノード分極電位である。ダイアモンド系電極が本発明に従うプロセスの概念内で供される電位の増大する振幅は、電位の増分によって得られ、その値は、有利なことに50〜150mV、特に約100mVである。例として、ホウ素ダイアモンド系電極の文脈内にて、1つの適切な実験手法は、以降に規定される3電極装置を用いて[−1.5V;+1.5V]値から始めて、所望の電流密度(J)値、すなわち+400μA/cm2のアノード電流密度及び−400μA/cm2のカソード電流密度が得られるまで、100mV増分、次いで50mV増分により電位範囲を徐々に増大させることで構成される。変形として、適切な実験手法は、以降に規定される3電極装置を用いて[−1.1V;+1.1V]値から、+150μA/cm2のアノード電流密度及び−150μA/cm2のカソード電流密度が得られるまで、100mV増分、次いで50mV増分により電位範囲を徐々に増大させることから構成される。
本発明に従うダイアモンド系電極を活性化するプロセスは、所望のアノード及びカソード電流密度に到達したときに、電極を、一定振幅での少なくとも1回、特に少なくとも2回、特に少なくとも3回の交互カソード及びアノード分極電位サイクルに供することで構成される後続工程を含むことができる。この工程の一定電位が、所望のアノード及びカソード電流密度の達成を可能にする電位であることは明らかである。この後続工程において、ダイアモンド系電極は、一定振幅での5回超過、特に10回超過、とりわけ特に10〜50回の交互カソード及びアノード分極電位に供されるのが有利である。原理上、この後続処理工程を50サイクル超過で行なう利益はない。
本発明に従うプロセスを実施する好ましい方法において、ダイアモンド系電極が供される最終電位は、平衡電位(OCP)に到達するアノード分極電位である。
上記で規定された連続手順の変形として、ダイアモンド系電極が増大する振幅の電位に供される工程と、電位が一定の振幅を有する後続工程との両方において、走査せずにカソード及びアノード分極間を交代させる不連続な手順を有することが想定できる。
別の変形において、連続手順及び不連続手順は、1つの同じ活性化プロセス中に実施されてもよい。
酸化還元活性化が可逆性の現象であるため、電気化学的測定分野での集中的な用途(電極、センサなど)により、その反応性の全て又は一部が失われた電極を、本発明に従うプロセスにより周期的に再活性化できる。
本発明の活性化プロセスが実施されているときに、ボルタモグラムは、強度及び/又は形状が変動する場合がある。これは、電極のダイアモンド表面終端化の特質が変更されているためである。図5は、B−NCDの電極の酸化還元活性化中に所与の実験に関して得られたいくつかのボルタモグラムを重ね合わせたものである。
この酸化還元活性化プロセス後、ダイアモンド系電極は、経時的に優れた反応性及び良好な安定性を有する。驚くべきことに、そして特徴的なことに、同じ特質をもつ電極に対して実施された本発明の所与の酸化還元活性化プロセスでは、活性化されていない又は一部の先行技術の活性化プロセスにより活性化された同一の電極が一定しない特性を示す一方で、電気化学的反応性の点では一定の特性を有する活性化電極を得ることができる。本発明のプロセスによって活性化された電極について得られた性能の幾つかの例を以下に示す。
上述した活性化プロセスにより得ることができる活性化ダイアモンド系電極は、30°配置(表面に対して高感度)にて得られたXPSスペクトルにおける炭素成分の主要成分として成分CHx(式中、xは2又は3に等しい)を有することができる。「炭素成分」という表現は、本発明の文脈内にて、少なくとも1つの炭素原子を必要とする成分、例えば成分C−C、CH、CHx(式中、xは2又は3に等しい)、COH、COC及びC=Oを意味すると理解される。「主要成分」という表現は、本発明の文脈内にて、全ての炭素成分に対して最も豊富な炭素成分を意味する。当業者にとっては、30°配置にて得られたXPSスペクトルから、炭素成分、特に上記で列挙したものそれぞれの光子放出ピーク、及び各ピークについて、問題の炭素の豊富な結合状態に比例するその面積を得る方法は既知である。上記で規定された活性化プロセスによって得ることができる活性化された水素化ダイアモンドに基づく特定電極に関して、CHx成分(式中、xは2又は3に等しい)と、炭素成分の合計との比が、同一であるが活性化されていない電極に関して得られた比よりも、少なくとも1.2倍、特に少なくとも1.4倍、とりわけ少なくとも1.6倍、とりわけ特に少なくとも1.8倍大きいことが観測された。
例として、本発明に従う方法によって活性化された水素終端化ホウ素ドープされた電極の第1のタイプは、その反応性(定数k0)が100倍高い一方で、第2のタイプは、その反応性(定数k0)が15〜20倍高く、この反応性の70%が、8時間にわたる連続的な電気化学インピーダンス測定を経ても又は50回のサイクリックボルタンメトリーサイクル後にも保持される。
「迅速な酸化還元対」という概念は、当業者に周知である。念のため、「迅速な」酸化還元対と呼ばれる特定の酸化還元対は、可逆性の電気化学反応によって特徴つけられるが、他の酸化還元対は、不可逆性の電気化学反応によって特徴付けられる場合に「遅い」対と呼ばれる。迅速な酸化還元対の文脈内にて、作用電極との電子交換は、種の溶媒和圏に変更をもたらさない程度に迅速である一方で、遅い酸化還元対の場合の電子移動は、内部配位圏において分子内結合の破壊又は形成をもたらす。この種の反応は、さらに、電極表面での反応体及び/又は反応生成物の吸着によって複雑化される。本発明の文脈内にて、使用できる迅速な酸化還元対は、例えば、Fe(CN)6 3−/4−、IrCl6 2−/3−又はRu(NH3)6 2+/3+である。
例として、ホウ素化ダイアモンド系電極の文脈内にて、本発明の活性化プロセスにより、迅速な酸化還元対に関して、10−3cm/sを超える、特に10−2cm/sを超える、とりわけ0.2cm/sを超える電子移動速度定数(k0)を得ることができる。
本発明はまた、電気化学的分析のための、微量元素の検出のための、バイオテクノロジー検出器及び/又はグラフト化用途における電極としての、本発明に従う活性化されたダイアモンド系電極の使用に関する。
最後に、本発明は、化学産業、冶金産業又は農業食品産業あるいは都市用水からの排出水の浄化のための、本発明に従う活性化されたダイアモンド系電極の使用に関する。
I.1.電極#272。
電極#272は、シリコン(Si厚み=350μm)上に堆積した主に(111)面(表面積0.6cm2)を有するダイアモンドからなり、表面を電気活性にするために、その表面にてホウ素ドープされたダイアモンドを成長させた(厚み3.75 10−2μm)。
酸化還元活性化の前は、電極の初期反応性は普通であった。サイクリックボルタンメトリー曲線(抵抗降下について補正)は、アノード及びカソードピーク間に大きな分離(ΔEp)を示す。例として、走査速度が50mV/sの場合、ΔEp=180mVであった(理想的な反応性電極では、同じ実験条件下では、ΔEpはおよそ60mVが得られる)。このΔEp値は走査速度とともに増大し(図6A)、これは、反応性の欠如を説明するためのさらなる根拠である。インピーダンス分光法(図6B)は、高い電子移動抵抗(Rt約700Ω)が、低い電子移動速度定数k0約6.5×10−4cm/sとなることを示す。酸化還元活性後(電位を−1.7Vから+1.7Vの間で10回サイクルにて徐々に増大させた(Ag/AgCl,[KCl]=3M))、電極の電気化学的特徴は大幅に改善した。サイクリックボルタンメトリー曲線(図7A)は、アノードピークとカソードピークとの分離(ΔEp)が68mVであることを示す。酸化還元活性化前に得られた値とは対照的に、この分離はもはや走査速度に依存しない。インピーダンス分光法(図7B)は、低い電子移動抵抗(Rt約14Ω)を示し、高い電子移動速度定数k0約3.2×10−2cm/sが得られる。電極の反応性は、50倍に増大しており、経時的に安定である。
電極#080107(3)は、ドープされたシリコン基板上に堆積した面積0.60cm2及び厚み0.530μmを有するホウ素ドープされたダイアモンド膜からなる。成長後、試料を水素雰囲気下で2時間冷却した。試料の調製と使用との間に、ダイアモンドを約10日間空気に曝した。
酸化還元活性化前に、電極の初期反応性はごく普通であった。サイクリックボルタンメトリー曲線(図8A)は、アノード及びカソードピークが正確に区別できないが、走査速度に対してピークがシフトするようである。電流密度は、試験された他の試料の場合よりも顕著に低かった。インピーダンス分光法(図8B)は、非常に高い電子移動抵抗(Rt約1750Ω)を示し、低い電子移動速度定数k0約2.4×10−4cm/sが得られる。
I.3.項目I.1.及びI.2に使用される酸化還元活性化のデータ要約。
以下の表1では、電極#272及び#080107(3)の酸化還元活性化データを要約する。
以下の表2は、本発明に記載されるプロセスに従って予め活性化されたB−NCD電極の安定性の例を示す。安定性は、異なる迅速な酸化還元対を含有する電解質中にて50回の酸化還元サイクル前及びサイクル後に電子移動速度定数k0(cm/s単位)を測定することによって決定した。
電極#080107を、本発明に従う電気化学的活性化処理前及び処理後のX線光電子分光法(XPS)によって特徴付けた。2つの配置を使用した:0°及び30°。0°配置は、「標準」配置と参照され、一方30°配置は、表面に対してより高感度である(まさに第1原子層のみがプローブされる)。
酸化還元活性化前の電極#080107について得られたXPSスペクトルを、それぞれ30°及び0°配置について図10A及び10Bに示す。これらのスペクトルにおけるそれぞれの特徴的な光子放出ピークに関して得られた値を以下の表3に示す。
種々の炭素−酸素結合に対応する幾つかの成分が存在することに留意すべきである。これらの成分によって示される面積は、炭素の総面積の8%である(標準形における4つの区域の平均)。
酸化還元活性化後の電極#080107について得られたXPSスペクトルを30°及び0°配置それぞれについて図11A及び11Bに示す。これらのスペクトルにおけるそれぞれの特徴的な光子放出ピークに関して得られた値を以下の表4に示す。
IV.1.本発明のプロセスに従う酸化還元活性化。
電極B140408(X)を、同一ダイアモンド試料のバッチ(バッチB140408)から得た。これらの電極は、シリコン上に堆積した高度にドープされたダイアモンドからなっていた。
電極B140408(1)を反応器から離した直後に試験し、電極B140408(2)は過塩素酸ナトリウム水溶液中での活性化後に試験し、電極B140408(7)は、過塩素酸リチウム水溶液中での活性化後に試験した。
この活性化は、非電気活性塩、すなわち過塩素酸リチウム([LiClO4]=0.5M;酸化還元活性化2)又は過塩素酸ナトリウム([NaClO4]=0.5M;酸化還元活性化1)を含有する水溶液中で、電極を劣化させないように、アノード及びカソード電流密度が決して150μA/cm2を超えないように調節した、溶媒分解境界間での走査速度100mV/sにおける20回の酸化還元サイクルを行なうことで構成した。
マクロ濃度([KCl]=0.5M)で支持塩を含有する水溶液[Fe(CN)6]3−/4−(10−3M)にて行なうインピーダンス分光法(図12)は、初期電子移動抵抗(Rt=17Ω/cm2)が、酸化還元活性化1により非常に大きく低下し(Rt=1.2Ω/cm2)、酸化還元活性化2によってさらに低下し(Rt=0.94Ω/cm2)、電子移動速度定数は、初期のk0=1.6×10−2cm/sから処理1後のk0=0.22cm/s、処理2後のk0=0.28cm/sに非常に大きく増大することを示した。
それぞれの酸化還元活性化処理後、電極B140408(2)及びB140408(7)をインピーダンス分光法により試験した。測定は、マクロ濃度([KCl]=0.5M)で支持塩を含有する水溶液[Fe(CN)6]3−/4−(10−3M)にて、8時間超過にわたって一定の時間間隔にて行なったが、これは30回超過の連続EIS実験と表される。
この8時間後、電極B140408(2)は、活性化後に測定された反応性の83%を保持していたが、電極B140408(7)は70%を保持していた(図13)。
V.電極B180707
電極B180707は、シリコン基板上に堆積した高度にドープされたダイアモンド膜からなっていた。
マクロ濃度([KCl]=0.5M)で支持塩を含有する水溶液[Fe(CN)6]3−/4−(10−3M)にて、Ag/AgClに関して−0.15mVから+0.65mV間における速度75mV/sでの1500回酸化還元サイクル前及びサイクル後に行なわれた、この電極に関するサイクリックボルタンメトリーを図14に示す。
2つの図は重なるので、15時間超過にわたるサイクリックボルタンメトリーによって決定された電極の電気化学的応答の完全な安定性についての証明になる。
VI.電極B310807(X)
電極B310807(X)は、同一のダイアモンド試料のバッチ(バッチB310807)から得られた。これらの電極は、シリコン上に堆積した高度にドープされたダイアモンドからなっていた。
それらを過塩素酸リチウム水溶液中での活性化後に試験した。この活性化は、非電気活性塩、すなわち過塩素酸リチウム([LiClO4]=0.5M)を含有する水溶液中で、電極を劣化させないように、アノード及びカソード電流密度が決して150μA/cm2を超えないように調節した、溶媒分解境界間での走査速度100mV/sにおける20回の酸化還元サイクルを行なうことで構成した。
ダイアモンドの利点の1つは、この物質により到達できる電気化学電位の非常に広い電位窓である。そのため、本発明者らは、その標準的な電気化学電位[Ru(NH3)6]2+/3+、[Fe(CN)6]3−/4−(E°=0.3610V)及び[IrCl6]2−/3−(E°=0.867V)について選択された酸化還元対([酸化還元対]=10−3M)を用いて電極を試験することによってこの窓の一部を探し出そうとした。図15は、こうして得られたボルタモグラムを示す。
Claims (19)
- ダイアモンド系電極を活性化するプロセスであって、10μA/cm2から1mA/cm2の間のアノード及びカソード電流密度を得るために、イオン性電解質を含有する水溶液の存在下、振幅を増大させる交互アノード及びカソード分極電位に該電極を供することで構成される工程を含む、プロセス。
- 前記ダイアモンド系電極が、単結晶ダイアモンド、マクロ結晶ダイアモンド、ミクロ結晶ダイアモンド、ナノ結晶ダイアモンド又は超ナノ結晶ダイアモンド(UNCD)のみからなることを特徴とする、請求項1に記載の活性化プロセス。
- 前記ダイアモンドが、前記単結晶ダイアモンド−、マクロ結晶ダイアモンド−、ミクロ結晶ダイアモンド−、ナノ結晶ダイアモンド−又は超ナノ結晶ダイアモンド(UNCD)−系電極の一部のみを構成することを特徴とする、請求項1に記載の活性化プロセス。
- 前記ダイアモンド系電極がドーパントによりドープされたダイアモンドを含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 前記ドーパントが、ホウ素、窒素、リン、ニッケル、硫黄及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする、請求項4に記載の活性化プロセス。
- 前記イオン性電解質が非電気活性のイオン性電解質であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 前記非電気活性のイオン性電解質が、好ましくはLiClO4、NaClO4、KClO4、Na2SO4、K2SO4、Li2SO4から成る群から選択される非電気活性塩であることを特徴とする、請求項6に記載の活性化プロセス。
- 前記イオン性電解質を含有する水溶液が予め脱気されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 前記ダイアモンド系電極が供される第1の電位がカソード分極電位であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 本発明に従う方法の概念内にて前記ダイアモンド系電極が供される電位の振幅の増大が、電位増分によって得られることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 前記方法が、所望のアノード及びカソード電流密度に到達したときに、前記電極を、一定振幅にて少なくとも1回の交互カソード及びアノード分極電位サイクルに供することで構成される後続工程を含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 前記電極が供される最終電位が、平衡電位(OCP)に到達するアノード分極電位であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 各電位に関して前記カソード分極及びアノード分極間の交代が、50から150mV/sの間の速度にて行なわれることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 参照電極、前記ダイアモンド系電極に対応する作用電極、及び対電極を用いる3電極配置と呼ばれる配置を用いて実施することを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセス。
- 請求項2〜5のいずれか1項に記載のダイアモンド系電極の電気化学的反応性を保持するための、先行する請求項のいずれか1項に記載の活性化プロセスの使用。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の活性化プロセスによって得ることのできる活性化ダイアモンド系電極。
- 迅速な酸化還元対を用いて測定される電子移動速度定数k0が、同一であるが活性化されていない電極の電子移動速度定数k0より少なくとも1.1倍大きいことを特徴とする、請求項16に記載の活性化ダイアモンド系電極。
- 電気化学的分析のための、微量元素の検出のための、バイオテクノロジー検出器及び/又はグラフト化用途における電極としての、請求項16及び17のいずれか1項に記載の活性化ダイアモンド系電極の使用。
- 化学産業、冶金産業又は農業食品産業又は都市用水からの排出水の浄化のための、請求項16及び17のいずれか1項に記載の活性化ダイアモンド系電極の使用。
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