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炭素材料は電極表面として注目すべき選択肢です。コスト効率が高く、化学的に不活性であるだけでなく、バックグラウンド電流が低く、電位窓が広い。新しいカーボン・ナノ材料の物理的・化学的特性は、主にその構造に依存するため、さまざまな用途に適した材料を選択するためには、その特性評価が不可欠となります。

ラマン分光法はこの目的にとって非常に魅力的な技術であり、炭素材料の結合構造に関する情報、したがってそれらの考えられる特性に関する情報を簡単に識別できます。 DropSensスクリーンプリント電極(SPE)は、低コストで使い捨ての電極であり、いくつかのカーボン材料で製造された作用電極とともに利用できます。この技術資料では、ラマン分光法によってその特性を調べる方法について説明します。

Raman spectrum of graphite
Figure 1. Raman spectrum of graphite

炭素材料は、コスト効率が高く、化学的に不活性で、バックグラウンド電流が低く、電位窓が広いため、電極表面として素晴らしい挙動を示しています。カーボンの時代は終わりを告げたかに思えましたが、新しいカーボンナノ材料の開発により、21世紀におけるカーボンの新たな用途が提供されています。これらの材料の物理的・化学的特性は主にその構造に依存するため、適切な用途に適した材料を選択するためには、その特性評価が不可欠となります。

ラマン分光法は、材料の特性評価にとって非常に魅力的な手法であり、炭素材料のsp2結合やsp3結合の構造に関する情報を簡単に得ることができます。一般的に、ラマンスペクトルのGバンド(約1580cm-1)からsp2結合の割合に関する情報が得られ、Dバンド(約1300cm-1)からsp3結合の割合(および構造の乱れ)に関する情報が得られます。場合によっては、G'バンドも2600cm-1付近に現れ、これらの材料の層状構造に関する情報が得られる可能性があります。

DropSensスクリーンプリント電極(SPE)は、低コストで使い捨ての電極であり、いくつかのカーボン材料で製造された作用電極とともに利用できます。この技術資料に記載されているように、その特性はラマン分光法によって調べることができます。

The SPELEC-RAMAN used for the measurements in the application note.
Figure 2. The SPELEC-RAMAN used for the measurements in the application note.

この技術資料では、ラマン分光電気化学用のためにコンパクトに統合された素晴らしい装置であるSPELEC-RAMANを使用しました。この装置は、分光計、レーザー光源(785 nm)、バイポテンショスタット/ガルバノスタットが1つのボックスに統合されています。

スクリーンプリント電極(DRP-110, DRP-110SWCNT, DRP-110CNT, DRP-110OMC, DRP-110GPH, DRP-110CNF)は、DRP-RAMANPROBEと組み合わされた装置専用のセル(DRP-RAMANCELL)に装着され、ラマン測定を行うことができます。

DRP-RAMAN PROBEは、電極表面のラマン測定を最適な焦点距離で行うことができます。

この実験の積分時間は20秒でした。

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