Nové typy úprav povrchů borem dopovaných diamantových elektrod pro elektroanalýzu

Abstract

Boron-doped diamond (BDD) electrodes represent a unique material with exceptional physical and electrochemical properties, making them highly attractive for applications in various areas of electrochemistry. However, a comprehensive characterization and comparison of polycrystalline unpolished also known as as-grown and chemically-mechanically (CM) polished BDD electrodes with different degrees of boron doping is still underrepresented in the literature. In the first part of this thesis, as-grown and CM polished BDD electrodes with varying boron doping levels were comprehensively characterized and compared. It was confirmed that CM polishing causes morphological changes to the surface of the BDD electrodes, resulting in a more uniform distribution of conductivity across the electrode surface, faster heterogeneous electron transfer kinetics for inner-sphere redox markers, and higher double-layer capacitance values compared to as-grown BDD electrodes. Subsequently, the influence of the surface sp2 /sp3 carbon ratio on electrochemical properties was investigated on selected as-grown and CM polished BDD electrodes. It was revealed that boron incorporation enhances the absorption of infrared radiation, which reduces the required laser fluence for the conversion of sp3 to sp2 carbon. It was further found...

Borem dopované diamantové (BDD) elektrody představují jedinečný materiál s výjimečnými fyzikálními a elektrochemickými vlastnostmi, což je činí vysoce atraktivními pro aplikace v různých oblastech elektrochemie. Nicméně komplexní charakterizace a srovnání polykrystalických neleštěných (as-grown) a chemicky-mechanicky (CM) leštěných BDD elektrod s různými stupni dopování borem je v literatuře dosud nedostatečně pokryta. Proto byly v rámci první části předkládané disertační práce komplexně charakterizovány a porovnány as-grown a CM leštěné BDD elektrody s různou mírou dopování borem. Bylo potvrzeno, že CM leštění způsobuje morfologické změny povrchu BDD elektrod, což vedlo k rovnoměrnějšímu rozložení vodivosti napříč povrchem elektrody, rychlejší kinetice heterogenního přenosu elektronů pro redoxní sondy vnitřní sféry a k vyšším hodnotám kapacity dvojvrstvy ve srovnání s as-grown BDD elektrodami. Následně byl na vybraných as-grown a CM leštěných BDD elektrodách zkoumán vliv poměru povrchového sp2 /sp3 uhlíku na jejich elektrochemické vlastnosti. Bylo zjištěno, že inkorporace boru zvyšuje absorpci infračerveného záření, což snižuje potřebnou laserovou fluenci pro konverzi sp3 na sp2 uhlík. Dále bylo zjištěno, že při poměru konverze sp2 /sp3 vyšším než 10 % dochází k ovlivnění elektrochemických...